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/file.h>
  10 #include <linux/fs.h>
  11 #include <linux/pagemap.h>
  12 #include <linux/highmem.h>
  13 #include <linux/time.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/string.h>
  16 #include <linux/backing-dev.h>
  17 #include <linux/writeback.h>
  18 #include <linux/compat.h>
  19 #include <linux/xattr.h>
  20 #include <linux/posix_acl.h>
  21 #include <linux/falloc.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23 #include <linux/ratelimit.h>
  24 #include <linux/btrfs.h>
  25 #include <linux/blkdev.h>
  26 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
  27 #include <linux/uio.h>
  28 #include <linux/magic.h>
  29 #include <linux/iversion.h>
  30 #include <linux/swap.h>
  31 #include <linux/migrate.h>
  32 #include <linux/sched/mm.h>
  33 #include <linux/iomap.h>
  34 #include <asm/unaligned.h>
  35 #include "misc.h"
  36 #include "ctree.h"
  37 #include "disk-io.h"
  38 #include "transaction.h"
  39 #include "btrfs_inode.h"
  40 #include "print-tree.h"
  41 #include "ordered-data.h"
  42 #include "xattr.h"
  43 #include "tree-log.h"
  44 #include "volumes.h"
  45 #include "compression.h"
  46 #include "locking.h"
  47 #include "free-space-cache.h"
  48 #include "inode-map.h"
  49 #include "props.h"
  50 #include "qgroup.h"
  51 #include "delalloc-space.h"
  52 #include "block-group.h"
  53 #include "space-info.h"
  54
  55 struct btrfs_iget_args {
  56         u64 ino;
  57         struct btrfs_root *root;
  58 };
  59
  60 struct btrfs_dio_data {
  61         u64 reserve;
  62         loff_t length;
  63         ssize_t submitted;
  64         struct extent_changeset *data_reserved;
  65         bool sync;
  66 };
  67
  68 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
  69 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
  70 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
  71 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
  72 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
  73 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
  74
  75 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
  76 struct kmem_cache *btrfs_trans_handle_cachep;
  77 struct kmem_cache *btrfs_path_cachep;
  78 struct kmem_cache *btrfs_free_space_cachep;
  79 struct kmem_cache *btrfs_free_space_bitmap_cachep;
  80
  81 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
  82 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback);
  83 static int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent);
  84 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
  85                                    struct page *locked_page,
  86                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
  87                                    unsigned long *nr_written, int unlock);
  88 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
  89                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
  90                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
  91                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
  92                                        int type);
  93
  94 static void __endio_write_update_ordered(struct btrfs_inode *inode,
  95                                          const u64 offset, const u64 bytes,
  96                                          const bool uptodate);
  97
  98 /*
  99  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
 100  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
 101  *
 102  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
 103  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
 104  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
 105  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
 106  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
 107  */
 108 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
 109                                                  struct page *locked_page,
 110                                                  u64 offset, u64 bytes)
 111 {
 112         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
 113         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
 114         u64 page_start = page_offset(locked_page);
 115         u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
 116
 117         struct page *page;
 118
 119         while (index <= end_index) {
 120                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
 121                 index++;
 122                 if (!page)
 123                         continue;
 124                 ClearPagePrivate2(page);
 125                 put_page(page);
 126         }
 127
 128         /*
 129          * In case this page belongs to the delalloc range being instantiated
 130          * then skip it, since the first page of a range is going to be
 131          * properly cleaned up by the caller of run_delalloc_range
 132          */
 133         if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
 134                 offset += PAGE_SIZE;
 135                 bytes -= PAGE_SIZE;
 136         }
 137
 138         return __endio_write_update_ordered(inode, offset, bytes, false);
 139 }
 140
 141 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode);
 142
 143 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
 144                                      struct inode *inode,  struct inode *dir,
 145                                      const struct qstr *qstr)
 146 {
 147         int err;
 148
 149         err = btrfs_init_acl(trans, inode, dir);
 150         if (!err)
 151                 err = btrfs_xattr_security_init(trans, inode, dir, qstr);
 152         return err;
 153 }
 154
 155 /*
 156  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
 157  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
 158  * no overlapping inline items exist in the btree
 159  */
 160 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
 161                                 struct btrfs_path *path, int extent_inserted,
 162                                 struct btrfs_root *root, struct inode *inode,
 163                                 u64 start, size_t size, size_t compressed_size,
 164                                 int compress_type,
 165                                 struct page **compressed_pages)
 166 {
 167         struct extent_buffer *leaf;
 168         struct page *page = NULL;
 169         char *kaddr;
 170         unsigned long ptr;
 171         struct btrfs_file_extent_item *ei;
 172         int ret;
 173         size_t cur_size = size;
 174         unsigned long offset;
 175
 176         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
 177                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
 178
 179         if (compressed_size && compressed_pages)
 180                 cur_size = compressed_size;
 181
 182         inode_add_bytes(inode, size);
 183
 184         if (!extent_inserted) {
 185                 struct btrfs_key key;
 186                 size_t datasize;
 187
 188                 key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
 189                 key.offset = start;
 190                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
 191
 192                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
 193                 path->leave_spinning = 1;
 194                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
 195                                               datasize);
 196                 if (ret)
 197                         goto fail;
 198         }
 199         leaf = path->nodes[0];
 200         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
 201                             struct btrfs_file_extent_item);
 202         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
 203         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
 204         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
 205         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
 206         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
 207         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
 208
 209         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
 210                 struct page *cpage;
 211                 int i = 0;
 212                 while (compressed_size > 0) {
 213                         cpage = compressed_pages[i];
 214                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
 215                                        PAGE_SIZE);
 216
 217                         kaddr = kmap_atomic(cpage);
 218                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
 219                         kunmap_atomic(kaddr);
 220
 221                         i++;
 222                         ptr += cur_size;
 223                         compressed_size -= cur_size;
 224                 }
 225                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
 226                                                   compress_type);
 227         } else {
 228                 page = find_get_page(inode->i_mapping,
 229                                      start >> PAGE_SHIFT);
 230                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
 231                 kaddr = kmap_atomic(page);
 232                 offset = offset_in_page(start);
 233                 write_extent_buffer(leaf, kaddr + offset, ptr, size);
 234                 kunmap_atomic(kaddr);
 235                 put_page(page);
 236         }
 237         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
 238         btrfs_release_path(path);
 239
 240         /*
 241          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
 242          * sake.
 243          */
 244         size = ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize);
 245         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), start, size);
 246         if (ret)
 247                 goto fail;
 248
 249         /*
 250          * we're an inline extent, so nobody can
 251          * extend the file past i_size without locking
 252          * a page we already have locked.
 253          *
 254          * We must do any isize and inode updates
 255          * before we unlock the pages.  Otherwise we
 256          * could end up racing with unlink.
 257          */
 258         BTRFS_I(inode)->disk_i_size = inode->i_size;
 259         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
 260
 261 fail:
 262         return ret;
 263 }
 264
 265
 266 /*
 267  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
 268  * does the checks required to make sure the data is small enough
 269  * to fit as an inline extent.
 270  */
 271 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
 272                                           u64 end, size_t compressed_size,
 273                                           int compress_type,
 274                                           struct page **compressed_pages)
 275 {
 276         struct btrfs_root *root = inode->root;
 277         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 278         struct btrfs_trans_handle *trans;
 279         u64 isize = i_size_read(&inode->vfs_inode);
 280         u64 actual_end = min(end + 1, isize);
 281         u64 inline_len = actual_end - start;
 282         u64 aligned_end = ALIGN(end, fs_info->sectorsize);
 283         u64 data_len = inline_len;
 284         int ret;
 285         struct btrfs_path *path;
 286         int extent_inserted = 0;
 287         u32 extent_item_size;
 288
 289         if (compressed_size)
 290                 data_len = compressed_size;
 291
 292         if (start > 0 ||
 293             actual_end > fs_info->sectorsize ||
 294             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
 295             (!compressed_size &&
 296             (actual_end & (fs_info->sectorsize - 1)) == 0) ||
 297             end + 1 < isize ||
 298             data_len > fs_info->max_inline) {
 299                 return 1;
 300         }
 301
 302         path = btrfs_alloc_path();
 303         if (!path)
 304                 return -ENOMEM;
 305
 306         trans = btrfs_join_transaction(root);
 307         if (IS_ERR(trans)) {
 308                 btrfs_free_path(path);
 309                 return PTR_ERR(trans);
 310         }
 311         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
 312
 313         if (compressed_size && compressed_pages)
 314                 extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(
 315                    compressed_size);
 316         else
 317                 extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(
 318                     inline_len);
 319
 320         ret = __btrfs_drop_extents(trans, root, inode, path, start, aligned_end,
 321                                    NULL, 1, 1, extent_item_size,
 322                                    &extent_inserted);
 323         if (ret) {
 324                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 325                 goto out;
 326         }
 327
 328         if (isize > actual_end)
 329                 inline_len = min_t(u64, isize, actual_end);
 330         ret = insert_inline_extent(trans, path, extent_inserted,
 331                                    root, &inode->vfs_inode, start,
 332                                    inline_len, compressed_size,
 333                                    compress_type, compressed_pages);
 334         if (ret && ret != -ENOSPC) {
 335                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 336                 goto out;
 337         } else if (ret == -ENOSPC) {
 338                 ret = 1;
 339                 goto out;
 340         }
 341
 342         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC, &inode->runtime_flags);
 343         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, aligned_end - 1, 0);
 344 out:
 345         /*
 346          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
 347          * it won't count as data extent, free them directly here.
 348          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
 349          * just free one page here.
 350          */
 351         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
 352         btrfs_free_path(path);
 353         btrfs_end_transaction(trans);
 354         return ret;
 355 }
 356
 357 struct async_extent {
 358         u64 start;
 359         u64 ram_size;
 360         u64 compressed_size;
 361         struct page **pages;
 362         unsigned long nr_pages;
 363         int compress_type;
 364         struct list_head list;
 365 };
 366
 367 struct async_chunk {
 368         struct inode *inode;
 369         struct page *locked_page;
 370         u64 start;
 371         u64 end;
 372         unsigned int write_flags;
 373         struct list_head extents;
 374         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
 375         struct btrfs_work work;
 376         atomic_t *pending;
 377 };
 378
 379 struct async_cow {
 380         /* Number of chunks in flight; must be first in the structure */
 381         atomic_t num_chunks;
 382         struct async_chunk chunks[];
 383 };
 384
 385 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
 386                                      u64 start, u64 ram_size,
 387                                      u64 compressed_size,
 388                                      struct page **pages,
 389                                      unsigned long nr_pages,
 390                                      int compress_type)
 391 {
 392         struct async_extent *async_extent;
 393
 394         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
 395         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
 396         async_extent->start = start;
 397         async_extent->ram_size = ram_size;
 398         async_extent->compressed_size = compressed_size;
 399         async_extent->pages = pages;
 400         async_extent->nr_pages = nr_pages;
 401         async_extent->compress_type = compress_type;
 402         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
 403         return 0;
 404 }
 405
 406 /*
 407  * Check if the inode has flags compatible with compression
 408  */
 409 static inline bool inode_can_compress(struct btrfs_inode *inode)
 410 {
 411         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW ||
 412             inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
 413                 return false;
 414         return true;
 415 }
 416
 417 /*
 418  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
 419  * options, defragmentation, properties or heuristics.
 420  */
 421 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
 422                                       u64 end)
 423 {
 424         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 425
 426         if (!inode_can_compress(inode)) {
 427                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
 428                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
 429                         btrfs_ino(inode));
 430                 return 0;
 431         }
 432         /* force compress */
 433         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
 434                 return 1;
 435         /* defrag ioctl */
 436         if (inode->defrag_compress)
 437                 return 1;
 438         /* bad compression ratios */
 439         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
 440                 return 0;
 441         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
 442             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
 443             inode->prop_compress)
 444                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
 445         return 0;
 446 }
 447
 448 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
 449                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u64 small_write)
 450 {
 451         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
 452         if (num_bytes < small_write &&
 453             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
 454                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode);
 455 }
 456
 457 /*
 458  * we create compressed extents in two phases.  The first
 459  * phase compresses a range of pages that have already been
 460  * locked (both pages and state bits are locked).
 461  *
 462  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
 463  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
 464  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
 465  * happens in the same order things were put onto the queue by
 466  * writepages and friends.
 467  *
 468  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
 469  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
 470  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
 471  * are written in the same order that the flusher thread sent them
 472  * down.
 473  */
 474 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
 475 {
 476         struct inode *inode = async_chunk->inode;
 477         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 478         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
 479         u64 start = async_chunk->start;
 480         u64 end = async_chunk->end;
 481         u64 actual_end;
 482         u64 i_size;
 483         int ret = 0;
 484         struct page **pages = NULL;
 485         unsigned long nr_pages;
 486         unsigned long total_compressed = 0;
 487         unsigned long total_in = 0;
 488         int i;
 489         int will_compress;
 490         int compress_type = fs_info->compress_type;
 491         int compressed_extents = 0;
 492         int redirty = 0;
 493
 494         inode_should_defrag(BTRFS_I(inode), start, end, end - start + 1,
 495                         SZ_16K);
 496
 497         /*
 498          * We need to save i_size before now because it could change in between
 499          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
 500          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
 501          * later on.
 502          *
 503          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
 504          * does that for us.
 505          */
 506         barrier();
 507         i_size = i_size_read(inode);
 508         barrier();
 509         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
 510 again:
 511         will_compress = 0;
 512         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
 513         BUILD_BUG_ON((BTRFS_MAX_COMPRESSED % PAGE_SIZE) != 0);
 514         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages,
 515                         BTRFS_MAX_COMPRESSED / PAGE_SIZE);
 516
 517         /*
 518          * we don't want to send crud past the end of i_size through
 519          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
 520          * end of the file is before the start of our current
 521          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
 522          * cleanup code that can deal with all of this.
 523          *
 524          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
 525          * very uncommon corner.
 526          */
 527         if (actual_end <= start)
 528                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
 529
 530         total_compressed = actual_end - start;
 531
 532         /*
 533          * skip compression for a small file range(<=blocksize) that
 534          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
 535          */
 536         if (total_compressed <= blocksize &&
 537            (start > 0 || end + 1 < BTRFS_I(inode)->disk_i_size))
 538                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
 539
 540         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
 541                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
 542         total_in = 0;
 543         ret = 0;
 544
 545         /*
 546          * we do compression for mount -o compress and when the
 547          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
 548          * change at any time if we discover bad compression ratios.
 549          */
 550         if (inode_need_compress(BTRFS_I(inode), start, end)) {
 551                 WARN_ON(pages);
 552                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
 553                 if (!pages) {
 554                         /* just bail out to the uncompressed code */
 555                         nr_pages = 0;
 556                         goto cont;
 557                 }
 558
 559                 if (BTRFS_I(inode)->defrag_compress)
 560                         compress_type = BTRFS_I(inode)->defrag_compress;
 561                 else if (BTRFS_I(inode)->prop_compress)
 562                         compress_type = BTRFS_I(inode)->prop_compress;
 563
 564                 /*
 565                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
 566                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
 567                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
 568                  * we are compressing them.
 569                  *
 570                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
 571                  * dirty again later on.
 572                  *
 573                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
 574                  * has moved, the end is the original one.
 575                  */
 576                 if (!redirty) {
 577                         extent_range_clear_dirty_for_io(inode, start, end);
 578                         redirty = 1;
 579                 }
 580
 581                 /* Compression level is applied here and only here */
 582                 ret = btrfs_compress_pages(
 583                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
 584                                            inode->i_mapping, start,
 585                                            pages,
 586                                            &nr_pages,
 587                                            &total_in,
 588                                            &total_compressed);
 589
 590                 if (!ret) {
 591                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
 592                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
 593                         char *kaddr;
 594
 595                         /* zero the tail end of the last page, we might be
 596                          * sending it down to disk
 597                          */
 598                         if (offset) {
 599                                 kaddr = kmap_atomic(page);
 600                                 memset(kaddr + offset, 0,
 601                                        PAGE_SIZE - offset);
 602                                 kunmap_atomic(kaddr);
 603                         }
 604                         will_compress = 1;
 605                 }
 606         }
 607 cont:
 608         if (start == 0) {
 609                 /* lets try to make an inline extent */
 610                 if (ret || total_in < actual_end) {
 611                         /* we didn't compress the entire range, try
 612                          * to make an uncompressed inline extent.
 613                          */
 614                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), start, end,
 615                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
 616                                                     NULL);
 617                 } else {
 618                         /* try making a compressed inline extent */
 619                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), start, end,
 620                                                     total_compressed,
 621                                                     compress_type, pages);
 622                 }
 623                 if (ret <= 0) {
 624                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
 625                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
 626                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
 627                         unsigned long page_error_op;
 628
 629                         page_error_op = ret < 0 ? PAGE_SET_ERROR : 0;
 630
 631                         /*
 632                          * inline extent creation worked or returned error,
 633                          * we don't need to create any more async work items.
 634                          * Unlock and free up our temp pages.
 635                          *
 636                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
 637                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
 638                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
 639                          * range.
 640                          */
 641                         extent_clear_unlock_delalloc(BTRFS_I(inode), start, end,
 642                                                      NULL,
 643                                                      clear_flags,
 644                                                      PAGE_UNLOCK |
 645                                                      PAGE_CLEAR_DIRTY |
 646                                                      PAGE_SET_WRITEBACK |
 647                                                      page_error_op |
 648                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
 649
 650                         /*
 651                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
 652                          * them allocated, as we can still reach here with
 653                          * inode_need_compress() == false.
 654                          */
 655                         if (pages) {
 656                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 657                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
 658                                         put_page(pages[i]);
 659                                 }
 660                                 kfree(pages);
 661                         }
 662                         return 0;
 663                 }
 664         }
 665
 666         if (will_compress) {
 667                 /*
 668                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
 669                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
 670                  * things
 671                  */
 672                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
 673
 674                 /*
 675                  * one last check to make sure the compression is really a
 676                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
 677                  * compression must free at least one sector size
 678                  */
 679                 total_in = ALIGN(total_in, PAGE_SIZE);
 680                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
 681                         compressed_extents++;
 682
 683                         /*
 684                          * The async work queues will take care of doing actual
 685                          * allocation on disk for these compressed pages, and
 686                          * will submit them to the elevator.
 687                          */
 688                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
 689                                         total_compressed, pages, nr_pages,
 690                                         compress_type);
 691
 692                         if (start + total_in < end) {
 693                                 start += total_in;
 694                                 pages = NULL;
 695                                 cond_resched();
 696                                 goto again;
 697                         }
 698                         return compressed_extents;
 699                 }
 700         }
 701         if (pages) {
 702                 /*
 703                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
 704                  * free any pages it allocated and our page pointer array
 705                  */
 706                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 707                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
 708                         put_page(pages[i]);
 709                 }
 710                 kfree(pages);
 711                 pages = NULL;
 712                 total_compressed = 0;
 713                 nr_pages = 0;
 714
 715                 /* flag the file so we don't compress in the future */
 716                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
 717                     !(BTRFS_I(inode)->prop_compress)) {
 718                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
 719                 }
 720         }
 721 cleanup_and_bail_uncompressed:
 722         /*
 723          * No compression, but we still need to write the pages in the file
 724          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
 725          * to our extent and set things up for the async work queue to run
 726          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
 727          */
 728         if (async_chunk->locked_page &&
 729             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
 730              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
 731                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
 732                 /* unlocked later on in the async handlers */
 733         }
 734
 735         if (redirty)
 736                 extent_range_redirty_for_io(inode, start, end);
 737         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
 738                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
 739         compressed_extents++;
 740
 741         return compressed_extents;
 742 }
 743
 744 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
 745 {
 746         int i;
 747
 748         if (!async_extent->pages)
 749                 return;
 750
 751         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
 752                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
 753                 put_page(async_extent->pages[i]);
 754         }
 755         kfree(async_extent->pages);
 756         async_extent->nr_pages = 0;
 757         async_extent->pages = NULL;
 758 }
 759
 760 /*
 761  * phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion
 762  * of the code, which only gets called in the order the work was
 763  * queued.  We walk all the async extents created by compress_file_range
 764  * and send them down to the disk.
 765  */
 766 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
 767 {
 768         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(async_chunk->inode);
 769         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 770         struct async_extent *async_extent;
 771         u64 alloc_hint = 0;
 772         struct btrfs_key ins;
 773         struct extent_map *em;
 774         struct btrfs_root *root = inode->root;
 775         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
 776         int ret = 0;
 777
 778 again:
 779         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
 780                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
 781                                           struct async_extent, list);
 782                 list_del(&async_extent->list);
 783
 784 retry:
 785                 lock_extent(io_tree, async_extent->start,
 786                             async_extent->start + async_extent->ram_size - 1);
 787                 /* did the compression code fall back to uncompressed IO? */
 788                 if (!async_extent->pages) {
 789                         int page_started = 0;
 790                         unsigned long nr_written = 0;
 791
 792                         /* allocate blocks */
 793                         ret = cow_file_range(inode, async_chunk->locked_page,
 794                                              async_extent->start,
 795                                              async_extent->start +
 796                                              async_extent->ram_size - 1,
 797                                              &page_started, &nr_written, 0);
 798
 799                         /* JDM XXX */
 800
 801                         /*
 802                          * if page_started, cow_file_range inserted an
 803                          * inline extent and took care of all the unlocking
 804                          * and IO for us.  Otherwise, we need to submit
 805                          * all those pages down to the drive.
 806                          */
 807                         if (!page_started && !ret)
 808                                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode,
 809                                                   async_extent->start,
 810                                                   async_extent->start +
 811                                                   async_extent->ram_size - 1,
 812                                                   WB_SYNC_ALL);
 813                         else if (ret && async_chunk->locked_page)
 814                                 unlock_page(async_chunk->locked_page);
 815                         kfree(async_extent);
 816                         cond_resched();
 817                         continue;
 818                 }
 819
 820                 ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
 821                                            async_extent->compressed_size,
 822                                            async_extent->compressed_size,
 823                                            0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
 824                 if (ret) {
 825                         free_async_extent_pages(async_extent);
 826
 827                         if (ret == -ENOSPC) {
 828                                 unlock_extent(io_tree, async_extent->start,
 829                                               async_extent->start +
 830                                               async_extent->ram_size - 1);
 831
 832                                 /*
 833                                  * we need to redirty the pages if we decide to
 834                                  * fallback to uncompressed IO, otherwise we
 835                                  * will not submit these pages down to lower
 836                                  * layers.
 837                                  */
 838                                 extent_range_redirty_for_io(&inode->vfs_inode,
 839                                                 async_extent->start,
 840                                                 async_extent->start +
 841                                                 async_extent->ram_size - 1);
 842
 843                                 goto retry;
 844                         }
 845                         goto out_free;
 846                 }
 847                 /*
 848                  * here we're doing allocation and writeback of the
 849                  * compressed pages
 850                  */
 851                 em = create_io_em(inode, async_extent->start,
 852                                   async_extent->ram_size, /* len */
 853                                   async_extent->start, /* orig_start */
 854                                   ins.objectid, /* block_start */
 855                                   ins.offset, /* block_len */
 856                                   ins.offset, /* orig_block_len */
 857                                   async_extent->ram_size, /* ram_bytes */
 858                                   async_extent->compress_type,
 859                                   BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
 860                 if (IS_ERR(em))
 861                         /* ret value is not necessary due to void function */
 862                         goto out_free_reserve;
 863                 free_extent_map(em);
 864
 865                 ret = btrfs_add_ordered_extent_compress(inode,
 866                                                 async_extent->start,
 867                                                 ins.objectid,
 868                                                 async_extent->ram_size,
 869                                                 ins.offset,
 870                                                 BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
 871                                                 async_extent->compress_type);
 872                 if (ret) {
 873                         btrfs_drop_extent_cache(inode, async_extent->start,
 874                                                 async_extent->start +
 875                                                 async_extent->ram_size - 1, 0);
 876                         goto out_free_reserve;
 877                 }
 878                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
 879
 880                 /*
 881                  * clear dirty, set writeback and unlock the pages.
 882                  */
 883                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, async_extent->start,
 884                                 async_extent->start +
 885                                 async_extent->ram_size - 1,
 886                                 NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
 887                                 PAGE_UNLOCK | PAGE_CLEAR_DIRTY |
 888                                 PAGE_SET_WRITEBACK);
 889                 if (btrfs_submit_compressed_write(inode, async_extent->start,
 890                                     async_extent->ram_size,
 891                                     ins.objectid,
 892                                     ins.offset, async_extent->pages,
 893                                     async_extent->nr_pages,
 894                                     async_chunk->write_flags,
 895                                     async_chunk->blkcg_css)) {
 896                         struct page *p = async_extent->pages[0];
 897                         const u64 start = async_extent->start;
 898                         const u64 end = start + async_extent->ram_size - 1;
 899
 900                         p->mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
 901                         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(p, start, end, 0);
 902
 903                         p->mapping = NULL;
 904                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, NULL, 0,
 905                                                      PAGE_END_WRITEBACK |
 906                                                      PAGE_SET_ERROR);
 907                         free_async_extent_pages(async_extent);
 908                 }
 909                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
 910                 kfree(async_extent);
 911                 cond_resched();
 912         }
 913         return;
 914 out_free_reserve:
 915         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
 916         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
 917 out_free:
 918         extent_clear_unlock_delalloc(inode, async_extent->start,
 919                                      async_extent->start +
 920                                      async_extent->ram_size - 1,
 921                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
 922                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
 923                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
 924                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_CLEAR_DIRTY |
 925                                      PAGE_SET_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK |
 926                                      PAGE_SET_ERROR);
 927         free_async_extent_pages(async_extent);
 928         kfree(async_extent);
 929         goto again;
 930 }
 931
 932 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
 933                                       u64 num_bytes)
 934 {
 935         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
 936         struct extent_map *em;
 937         u64 alloc_hint = 0;
 938
 939         read_lock(&em_tree->lock);
 940         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
 941         if (em) {
 942                 /*
 943                  * if block start isn't an actual block number then find the
 944                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
 945                  * block is also bogus then just don't worry about it.
 946                  */
 947                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
 948                         free_extent_map(em);
 949                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
 950                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
 951                                 alloc_hint = em->block_start;
 952                         if (em)
 953                                 free_extent_map(em);
 954                 } else {
 955                         alloc_hint = em->block_start;
 956                         free_extent_map(em);
 957                 }
 958         }
 959         read_unlock(&em_tree->lock);
 960
 961         return alloc_hint;
 962 }
 963
 964 /*
 965  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
 966  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
 967  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
 968  * in ram to track those extents.
 969  *
 970  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
 971  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
 972  *
 973  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
 974  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
 975  * IO when we return.
 976  */
 977 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
 978                                    struct page *locked_page,
 979                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
 980                                    unsigned long *nr_written, int unlock)
 981 {
 982         struct btrfs_root *root = inode->root;
 983         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 984         u64 alloc_hint = 0;
 985         u64 num_bytes;
 986         unsigned long ram_size;
 987         u64 cur_alloc_size = 0;
 988         u64 min_alloc_size;
 989         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
 990         struct btrfs_key ins;
 991         struct extent_map *em;
 992         unsigned clear_bits;
 993         unsigned long page_ops;
 994         bool extent_reserved = false;
 995         int ret = 0;
 996
 997         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
 998                 WARN_ON_ONCE(1);
 999                 ret = -EINVAL;
1000                 goto out_unlock;
1001         }
1002
1003         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1004         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1005         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1006
1007         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1008
1009         if (start == 0) {
1010                 /* lets try to make an inline extent */
1011                 ret = cow_file_range_inline(inode, start, end, 0,
1012                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL);
1013                 if (ret == 0) {
1014                         /*
1015                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1016                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1017                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1018                          * range.
1019                          */
1020                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, NULL,
1021                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1022                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1023                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1024                                      PAGE_CLEAR_DIRTY | PAGE_SET_WRITEBACK |
1025                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1026                         *nr_written = *nr_written +
1027                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1028                         *page_started = 1;
1029                         goto out;
1030                 } else if (ret < 0) {
1031                         goto out_unlock;
1032                 }
1033         }
1034
1035         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1036         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + num_bytes - 1, 0);
1037
1038         /*
1039          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1040          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1041          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1042          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1043          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1044          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1045          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1046          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1047          * items.
1048          */
1049         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
1050                 min_alloc_size = num_bytes;
1051         else
1052                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1053
1054         while (num_bytes > 0) {
1055                 cur_alloc_size = num_bytes;
1056                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1057                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1058                                            &ins, 1, 1);
1059                 if (ret < 0)
1060                         goto out_unlock;
1061                 cur_alloc_size = ins.offset;
1062                 extent_reserved = true;
1063
1064                 ram_size = ins.offset;
1065                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1066                                   start, /* orig_start */
1067                                   ins.objectid, /* block_start */
1068                                   ins.offset, /* block_len */
1069                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1070                                   ram_size, /* ram_bytes */
1071                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1072                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1073                 if (IS_ERR(em)) {
1074                         ret = PTR_ERR(em);
1075                         goto out_reserve;
1076                 }
1077                 free_extent_map(em);
1078
1079                 ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, ins.objectid,
1080                                                ram_size, cur_alloc_size, 0);
1081                 if (ret)
1082                         goto out_drop_extent_cache;
1083
1084                 if (root->root_key.objectid ==
1085                     BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID) {
1086                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, start,
1087                                                       cur_alloc_size);
1088                         /*
1089                          * Only drop cache here, and process as normal.
1090                          *
1091                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1092                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1093                          * extent, as its meta should be freed by
1094                          * btrfs_finish_ordered_io().
1095                          *
1096                          * So we must continue until @start is increased to
1097                          * skip current ordered extent.
1098                          */
1099                         if (ret)
1100                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start,
1101                                                 start + ram_size - 1, 0);
1102                 }
1103
1104                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1105
1106                 /* we're not doing compressed IO, don't unlock the first
1107                  * page (which the caller expects to stay locked), don't
1108                  * clear any dirty bits and don't set any writeback bits
1109                  *
1110                  * Do set the Private2 bit so we know this page was properly
1111                  * setup for writepage
1112                  */
1113                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1114                 page_ops |= PAGE_SET_PRIVATE2;
1115
1116                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1117                                              locked_page,
1118                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1119                                              page_ops);
1120                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1121                         num_bytes = 0;
1122                 else
1123                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1124                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1125                 start += cur_alloc_size;
1126                 extent_reserved = false;
1127
1128                 /*
1129                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1130                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1131                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1132                  */
1133                 if (ret)
1134                         goto out_unlock;
1135         }
1136 out:
1137         return ret;
1138
1139 out_drop_extent_cache:
1140         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + ram_size - 1, 0);
1141 out_reserve:
1142         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1143         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1144 out_unlock:
1145         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1146                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1147         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_CLEAR_DIRTY | PAGE_SET_WRITEBACK |
1148                 PAGE_END_WRITEBACK;
1149         /*
1150          * If we reserved an extent for our delalloc range (or a subrange) and
1151          * failed to create the respective ordered extent, then it means that
1152          * when we reserved the extent we decremented the extent's size from
1153          * the data space_info's bytes_may_use counter and incremented the
1154          * space_info's bytes_reserved counter by the same amount. We must make
1155          * sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try to decrement again
1156          * the data space_info's bytes_may_use counter, therefore we do not pass
1157          * it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1158          */
1159         if (extent_reserved) {
1160                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1161                                              start + cur_alloc_size - 1,
1162                                              locked_page,
1163                                              clear_bits,
1164                                              page_ops);
1165                 start += cur_alloc_size;
1166                 if (start >= end)
1167                         goto out;
1168         }
1169         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1170                                      clear_bits | EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1171                                      page_ops);
1172         goto out;
1173 }
1174
1175 /*
1176  * work queue call back to started compression on a file and pages
1177  */
1178 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1179 {
1180         struct async_chunk *async_chunk;
1181         int compressed_extents;
1182
1183         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1184
1185         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1186         if (compressed_extents == 0) {
1187                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1188                 async_chunk->inode = NULL;
1189         }
1190 }
1191
1192 /*
1193  * work queue call back to submit previously compressed pages
1194  */
1195 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1196 {
1197         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1198                                                      work);
1199         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1200         unsigned long nr_pages;
1201
1202         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1203                 PAGE_SHIFT;
1204
1205         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1206         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1207             5 * SZ_1M)
1208                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1209
1210         /*
1211          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1212          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1213          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1214          * happening in cow_file_range_async
1215          */
1216         if (async_chunk->inode)
1217                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1218 }
1219
1220 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1221 {
1222         struct async_chunk *async_chunk;
1223
1224         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1225         if (async_chunk->inode)
1226                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1227         if (async_chunk->blkcg_css)
1228                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1229         /*
1230          * Since the pointer to 'pending' is at the beginning of the array of
1231          * async_chunk's, freeing it ensures the whole array has been freed.
1232          */
1233         if (atomic_dec_and_test(async_chunk->pending))
1234                 kvfree(async_chunk->pending);
1235 }
1236
1237 static int cow_file_range_async(struct btrfs_inode *inode,
1238                                 struct writeback_control *wbc,
1239                                 struct page *locked_page,
1240                                 u64 start, u64 end, int *page_started,
1241                                 unsigned long *nr_written)
1242 {
1243         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1244         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1245         struct async_cow *ctx;
1246         struct async_chunk *async_chunk;
1247         unsigned long nr_pages;
1248         u64 cur_end;
1249         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1250         int i;
1251         bool should_compress;
1252         unsigned nofs_flag;
1253         const unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1254
1255         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end);
1256
1257         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS &&
1258             !btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS)) {
1259                 num_chunks = 1;
1260                 should_compress = false;
1261         } else {
1262                 should_compress = true;
1263         }
1264
1265         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1266         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1267         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1268
1269         if (!ctx) {
1270                 unsigned clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1271                         EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1272                         EXTENT_DO_ACCOUNTING;
1273                 unsigned long page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_CLEAR_DIRTY |
1274                         PAGE_SET_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK |
1275                         PAGE_SET_ERROR;
1276
1277                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1278                                              clear_bits, page_ops);
1279                 return -ENOMEM;
1280         }
1281
1282         async_chunk = ctx->chunks;
1283         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1284
1285         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1286                 if (should_compress)
1287                         cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1288                 else
1289                         cur_end = end;
1290
1291                 /*
1292                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1293                  * lightweight reference for the callback lifetime
1294                  */
1295                 ihold(&inode->vfs_inode);
1296                 async_chunk[i].pending = &ctx->num_chunks;
1297                 async_chunk[i].inode = &inode->vfs_inode;
1298                 async_chunk[i].start = start;
1299                 async_chunk[i].end = cur_end;
1300                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1301                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1302
1303                 /*
1304                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1305                  * the original page we were actually given.  As we spread
1306                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1307                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1308                  *
1309                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1310                  * to unlock it.
1311                  */
1312                 if (locked_page) {
1313                         /*
1314                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1315                          * might not go through async.  We want all of them to
1316                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1317                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1318                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1319                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1320                          * against the first page.
1321                          */
1322                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1323                                                  cur_end - start);
1324                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1325                         locked_page = NULL;
1326                 } else {
1327                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1328                 }
1329
1330                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1331                         css_get(blkcg_css);
1332                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1333                 } else {
1334                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1335                 }
1336
1337                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1338                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1339
1340                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1341                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1342
1343                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1344
1345                 *nr_written += nr_pages;
1346                 start = cur_end + 1;
1347         }
1348         *page_started = 1;
1349         return 0;
1350 }
1351
1352 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1353                                         u64 bytenr, u64 num_bytes)
1354 {
1355         int ret;
1356         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1357         LIST_HEAD(list);
1358
1359         ret = btrfs_lookup_csums_range(fs_info->csum_root, bytenr,
1360                                        bytenr + num_bytes - 1, &list, 0);
1361         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1362                 return 0;
1363
1364         while (!list_empty(&list)) {
1365                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1366                 list_del(&sums->list);
1367                 kfree(sums);
1368         }
1369         if (ret < 0)
1370                 return ret;
1371         return 1;
1372 }
1373
1374 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1375                            const u64 start, const u64 end,
1376                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1377 {
1378         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1379         const bool is_reloc_ino = (inode->root->root_key.objectid ==
1380                                    BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID);
1381         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1382         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1383         u64 range_start = start;
1384         u64 count;
1385
1386         /*
1387          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1388          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1389          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1390          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1391          * has the NOCOW bit set).
1392          *
1393          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1394          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1395          * scrub or relocation) we need to do the following:
1396          *
1397          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1398          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1399          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1400          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1401          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1402          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1403          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1404          *
1405          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1406          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1407          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1408          *    data space info, which we incremented in the step above.
1409          *
1410          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1411          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1412          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1413          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1414          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1415          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1416          * when starting writeback.
1417          */
1418         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1419                                  EXTENT_NORESERVE, 0);
1420         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1421                 u64 bytes = count;
1422                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1423                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1424
1425                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1426                         bytes = range_bytes;
1427
1428                 spin_lock(&sinfo->lock);
1429                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1430                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1431
1432                 if (count > 0)
1433                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1434                                          0, 0, NULL);
1435         }
1436
1437         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1438                               nr_written, 1);
1439 }
1440
1441 /*
1442  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1443  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1444  *
1445  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1446  * blocks on disk
1447  */
1448 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1449                                        struct page *locked_page,
1450                                        const u64 start, const u64 end,
1451                                        int *page_started, int force,
1452                                        unsigned long *nr_written)
1453 {
1454         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1455         struct btrfs_root *root = inode->root;
1456         struct btrfs_path *path;
1457         u64 cow_start = (u64)-1;
1458         u64 cur_offset = start;
1459         int ret;
1460         bool check_prev = true;
1461         const bool freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1462         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1463         bool nocow = false;
1464         u64 disk_bytenr = 0;
1465
1466         path = btrfs_alloc_path();
1467         if (!path) {
1468                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1469                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1470                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1471                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
1472                                              PAGE_CLEAR_DIRTY |
1473                                              PAGE_SET_WRITEBACK |
1474                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1475                 return -ENOMEM;
1476         }
1477
1478         while (1) {
1479                 struct btrfs_key found_key;
1480                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
1481                 struct extent_buffer *leaf;
1482                 u64 extent_end;
1483                 u64 extent_offset;
1484                 u64 num_bytes = 0;
1485                 u64 disk_num_bytes;
1486                 u64 ram_bytes;
1487                 int extent_type;
1488
1489                 nocow = false;
1490
1491                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
1492                                                cur_offset, 0);
1493                 if (ret < 0)
1494                         goto error;
1495
1496                 /*
1497                  * If there is no extent for our range when doing the initial
1498                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
1499                  * one containing the search offset
1500                  */
1501                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
1502                         leaf = path->nodes[0];
1503                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
1504                                               path->slots[0] - 1);
1505                         if (found_key.objectid == ino &&
1506                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
1507                                 path->slots[0]--;
1508                 }
1509                 check_prev = false;
1510 next_slot:
1511                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
1512                 leaf = path->nodes[0];
1513                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1514                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1515                         if (ret < 0) {
1516                                 if (cow_start != (u64)-1)
1517                                         cur_offset = cow_start;
1518                                 goto error;
1519                         }
1520                         if (ret > 0)
1521                                 break;
1522                         leaf = path->nodes[0];
1523                 }
1524
1525                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1526
1527                 /* Didn't find anything for our INO */
1528                 if (found_key.objectid > ino)
1529                         break;
1530                 /*
1531                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
1532                  * more extents for this inode
1533                  */
1534                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
1535                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
1536                         path->slots[0]++;
1537                         goto next_slot;
1538                 }
1539
1540                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
1541                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
1542                     found_key.offset > end)
1543                         break;
1544
1545                 /*
1546                  * If the found extent starts after requested offset, then
1547                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
1548                  */
1549                 if (found_key.offset > cur_offset) {
1550                         extent_end = found_key.offset;
1551                         extent_type = 0;
1552                         goto out_check;
1553                 }
1554
1555                 /*
1556                  * Found extent which begins before our range and potentially
1557                  * intersect it
1558                  */
1559                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1560                                     struct btrfs_file_extent_item);
1561                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1562
1563                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
1564                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
1565                     extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
1566                         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1567                         extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1568                         extent_end = found_key.offset +
1569                                 btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
1570                         disk_num_bytes =
1571                                 btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1572                         /*
1573                          * If the extent we got ends before our current offset,
1574                          * skip to the next extent.
1575                          */
1576                         if (extent_end <= cur_offset) {
1577                                 path->slots[0]++;
1578                                 goto next_slot;
1579                         }
1580                         /* Skip holes */
1581                         if (disk_bytenr == 0)
1582                                 goto out_check;
1583                         /* Skip compressed/encrypted/encoded extents */
1584                         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1585                             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1586                             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1587                                 goto out_check;
1588                         /*
1589                          * If extent is created before the last volume's snapshot
1590                          * this implies the extent is shared, hence we can't do
1591                          * nocow. This is the same check as in
1592                          * btrfs_cross_ref_exist but without calling
1593                          * btrfs_search_slot.
1594                          */
1595                         if (!freespace_inode &&
1596                             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1597                             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1598                                 goto out_check;
1599                         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG && !force)
1600                                 goto out_check;
1601                         /* If extent is RO, we must COW it */
1602                         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, disk_bytenr))
1603                                 goto out_check;
1604                         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, ino,
1605                                                     found_key.offset -
1606                                                     extent_offset, disk_bytenr, false);
1607                         if (ret) {
1608                                 /*
1609                                  * ret could be -EIO if the above fails to read
1610                                  * metadata.
1611                                  */
1612                                 if (ret < 0) {
1613                                         if (cow_start != (u64)-1)
1614                                                 cur_offset = cow_start;
1615                                         goto error;
1616                                 }
1617
1618                                 WARN_ON_ONCE(freespace_inode);
1619                                 goto out_check;
1620                         }
1621                         disk_bytenr += extent_offset;
1622                         disk_bytenr += cur_offset - found_key.offset;
1623                         num_bytes = min(end + 1, extent_end) - cur_offset;
1624                         /*
1625                          * If there are pending snapshots for this root, we
1626                          * fall into common COW way
1627                          */
1628                         if (!freespace_inode && atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1629                                 goto out_check;
1630                         /*
1631                          * force cow if csum exists in the range.
1632                          * this ensure that csum for a given extent are
1633                          * either valid or do not exist.
1634                          */
1635                         ret = csum_exist_in_range(fs_info, disk_bytenr,
1636                                                   num_bytes);
1637                         if (ret) {
1638                                 /*
1639                                  * ret could be -EIO if the above fails to read
1640                                  * metadata.
1641                                  */
1642                                 if (ret < 0) {
1643                                         if (cow_start != (u64)-1)
1644                                                 cur_offset = cow_start;
1645                                         goto error;
1646                                 }
1647                                 WARN_ON_ONCE(freespace_inode);
1648                                 goto out_check;
1649                         }
1650                         if (!btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, disk_bytenr))
1651                                 goto out_check;
1652                         nocow = true;
1653                 } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
1654                         extent_end = found_key.offset + ram_bytes;
1655                         extent_end = ALIGN(extent_end, fs_info->sectorsize);
1656                         /* Skip extents outside of our requested range */
1657                         if (extent_end <= start) {
1658                                 path->slots[0]++;
1659                                 goto next_slot;
1660                         }
1661                 } else {
1662                         /* If this triggers then we have a memory corruption */
1663                         BUG();
1664                 }
1665 out_check:
1666                 /*
1667                  * If nocow is false then record the beginning of the range
1668                  * that needs to be COWed
1669                  */
1670                 if (!nocow) {
1671                         if (cow_start == (u64)-1)
1672                                 cow_start = cur_offset;
1673                         cur_offset = extent_end;
1674                         if (cur_offset > end)
1675                                 break;
1676                         path->slots[0]++;
1677                         goto next_slot;
1678                 }
1679
1680                 btrfs_release_path(path);
1681
1682                 /*
1683                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
1684                  * will contain the beginning of the first extent that can be
1685                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
1686                  */
1687                 if (cow_start != (u64)-1) {
1688                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
1689                                               cow_start, found_key.offset - 1,
1690                                               page_started, nr_written);
1691                         if (ret)
1692                                 goto error;
1693                         cow_start = (u64)-1;
1694                 }
1695
1696                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
1697                         u64 orig_start = found_key.offset - extent_offset;
1698                         struct extent_map *em;
1699
1700                         em = create_io_em(inode, cur_offset, num_bytes,
1701                                           orig_start,
1702                                           disk_bytenr, /* block_start */
1703                                           num_bytes, /* block_len */
1704                                           disk_num_bytes, /* orig_block_len */
1705                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
1706                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
1707                         if (IS_ERR(em)) {
1708                                 ret = PTR_ERR(em);
1709                                 goto error;
1710                         }
1711                         free_extent_map(em);
1712                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
1713                                                        disk_bytenr, num_bytes,
1714                                                        num_bytes,
1715                                                        BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
1716                         if (ret) {
1717                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
1718                                                         cur_offset + num_bytes - 1,
1719                                                         0);
1720                                 goto error;
1721                         }
1722                 } else {
1723                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
1724                                                        disk_bytenr, num_bytes,
1725                                                        num_bytes,
1726                                                        BTRFS_ORDERED_NOCOW);
1727                         if (ret)
1728                                 goto error;
1729                 }
1730
1731                 if (nocow)
1732                         btrfs_dec_nocow_writers(fs_info, disk_bytenr);
1733                 nocow = false;
1734
1735                 if (root->root_key.objectid ==
1736                     BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
1737                         /*
1738                          * Error handled later, as we must prevent
1739                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
1740                          * from freeing metadata of created ordered extent.
1741                          */
1742                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, cur_offset,
1743                                                       num_bytes);
1744
1745                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset,
1746                                              cur_offset + num_bytes - 1,
1747                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
1748                                              EXTENT_DELALLOC |
1749                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1750                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_PRIVATE2);
1751
1752                 cur_offset = extent_end;
1753
1754                 /*
1755                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
1756                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
1757                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
1758                  */
1759                 if (ret)
1760                         goto error;
1761                 if (cur_offset > end)
1762                         break;
1763         }
1764         btrfs_release_path(path);
1765
1766         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
1767                 cow_start = cur_offset;
1768
1769         if (cow_start != (u64)-1) {
1770                 cur_offset = end;
1771                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
1772                                       page_started, nr_written);
1773                 if (ret)
1774                         goto error;
1775         }
1776
1777 error:
1778         if (nocow)
1779                 btrfs_dec_nocow_writers(fs_info, disk_bytenr);
1780
1781         if (ret && cur_offset < end)
1782                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
1783                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
1784                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
1785                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1786                                              PAGE_CLEAR_DIRTY |
1787                                              PAGE_SET_WRITEBACK |
1788                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1789         btrfs_free_path(path);
1790         return ret;
1791 }
1792
1793 static inline int need_force_cow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
1794 {
1795
1796         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1797             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC))
1798                 return 0;
1799
1800         /*
1801          * @defrag_bytes is a hint value, no spinlock held here,
1802          * if is not zero, it means the file is defragging.
1803          * Force cow if given extent needs to be defragged.
1804          */
1805         if (inode->defrag_bytes &&
1806             test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG, 0, NULL))
1807                 return 1;
1808
1809         return 0;
1810 }
1811
1812 /*
1813  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
1814  * being touched for the first time.
1815  */
1816 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1817                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
1818                 struct writeback_control *wbc)
1819 {
1820         int ret;
1821         int force_cow = need_force_cow(inode, start, end);
1822
1823         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW && !force_cow) {
1824                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
1825                                          page_started, 1, nr_written);
1826         } else if (inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC && !force_cow) {
1827                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
1828                                          page_started, 0, nr_written);
1829         } else if (!inode_can_compress(inode) ||
1830                    !inode_need_compress(inode, start, end)) {
1831                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
1832                                      page_started, nr_written, 1);
1833         } else {
1834                 set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1835                 ret = cow_file_range_async(inode, wbc, locked_page, start, end,
1836                                            page_started, nr_written);
1837         }
1838         if (ret)
1839                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
1840                                               end - start + 1);
1841         return ret;
1842 }
1843
1844 void btrfs_split_delalloc_extent(struct inode *inode,
1845                                  struct extent_state *orig, u64 split)
1846 {
1847         u64 size;
1848
1849         /* not delalloc, ignore it */
1850         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
1851                 return;
1852
1853         size = orig->end - orig->start + 1;
1854         if (size > BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE) {
1855                 u32 num_extents;
1856                 u64 new_size;
1857
1858                 /*
1859                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
1860                  * applies here, just in reverse.
1861                  */
1862                 new_size = orig->end - split + 1;
1863                 num_extents = count_max_extents(new_size);
1864                 new_size = split - orig->start;
1865                 num_extents += count_max_extents(new_size);
1866                 if (count_max_extents(size) >= num_extents)
1867                         return;
1868         }
1869
1870         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
1871         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), 1);
1872         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
1877  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
1878  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
1879  */
1880 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *new,
1881                                  struct extent_state *other)
1882 {
1883         u64 new_size, old_size;
1884         u32 num_extents;
1885
1886         /* not delalloc, ignore it */
1887         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
1888                 return;
1889
1890         if (new->start > other->start)
1891                 new_size = new->end - other->start + 1;
1892         else
1893                 new_size = other->end - new->start + 1;
1894
1895         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
1896         if (new_size <= BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE) {
1897                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
1898                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
1899                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
1900                 return;
1901         }
1902
1903         /*
1904          * We have to add up either side to figure out how many extents were
1905          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
1906          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
1907          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
1908          *
1909          * [ 4k][MAX_SIZE]
1910          *
1911          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
1912          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
1913          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
1914          *
1915          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
1916          *
1917          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
1918          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
1919          * this case.
1920          */
1921         old_size = other->end - other->start + 1;
1922         num_extents = count_max_extents(old_size);
1923         old_size = new->end - new->start + 1;
1924         num_extents += count_max_extents(old_size);
1925         if (count_max_extents(new_size) >= num_extents)
1926                 return;
1927
1928         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
1929         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
1930         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
1931 }
1932
1933 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
1934                                       struct inode *inode)
1935 {
1936         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
1937
1938         spin_lock(&root->delalloc_lock);
1939         if (list_empty(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes)) {
1940                 list_add_tail(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes,
1941                               &root->delalloc_inodes);
1942                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
1943                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
1944                 root->nr_delalloc_inodes++;
1945                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
1946                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
1947                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
1948                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
1949                                       &fs_info->delalloc_roots);
1950                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
1951                 }
1952         }
1953         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
1954 }
1955
1956
1957 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
1958                                 struct btrfs_inode *inode)
1959 {
1960         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1961
1962         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
1963                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
1964                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
1965                           &inode->runtime_flags);
1966                 root->nr_delalloc_inodes--;
1967                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
1968                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
1969                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
1970                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
1971                         list_del_init(&root->delalloc_root);
1972                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
1973                 }
1974         }
1975 }
1976
1977 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
1978                                      struct btrfs_inode *inode)
1979 {
1980         spin_lock(&root->delalloc_lock);
1981         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
1982         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
1983 }
1984
1985 /*
1986  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
1987  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
1988  */
1989 void btrfs_set_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *state,
1990                                unsigned *bits)
1991 {
1992         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
1993
1994         if ((*bits & EXTENT_DEFRAG) && !(*bits & EXTENT_DELALLOC))
1995                 WARN_ON(1);
1996         /*
1997          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
1998          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
1999          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2000          */
2001         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (*bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2002                 struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2003                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2004                 u32 num_extents = count_max_extents(len);
2005                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode));
2006
2007                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2008                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), num_extents);
2009                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2010
2011                 /* For sanity tests */
2012                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2013                         return;
2014
2015                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2016                                          fs_info->delalloc_batch);
2017                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2018                 BTRFS_I(inode)->delalloc_bytes += len;
2019                 if (*bits & EXTENT_DEFRAG)
2020                         BTRFS_I(inode)->defrag_bytes += len;
2021                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2022                                          &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
2023                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2024                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2025         }
2026
2027         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2028             (*bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2029                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2030                 BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes += state->end + 1 -
2031                         state->start;
2032                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2033         }
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2038  * accounting happens.
2039  */
2040 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct inode *vfs_inode,
2041                                  struct extent_state *state, unsigned *bits)
2042 {
2043         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
2044         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(vfs_inode->i_sb);
2045         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2046         u32 num_extents = count_max_extents(len);
2047
2048         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (*bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2049                 spin_lock(&inode->lock);
2050                 inode->defrag_bytes -= len;
2051                 spin_unlock(&inode->lock);
2052         }
2053
2054         /*
2055          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2056          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2057          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2058          */
2059         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (*bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2060                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2061                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2062
2063                 spin_lock(&inode->lock);
2064                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2065                 spin_unlock(&inode->lock);
2066
2067                 /*
2068                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2069                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2070                  * error.
2071                  */
2072                 if (*bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2073                     root != fs_info->tree_root)
2074                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2075
2076                 /* For sanity tests. */
2077                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2078                         return;
2079
2080                 if (root->root_key.objectid != BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID &&
2081                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2082                     (*bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2083                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2084
2085                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2086                                          fs_info->delalloc_batch);
2087                 spin_lock(&inode->lock);
2088                 inode->delalloc_bytes -= len;
2089                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2090                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2091                                         &inode->runtime_flags))
2092                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2093                 spin_unlock(&inode->lock);
2094         }
2095
2096         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2097             (*bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2098                 spin_lock(&inode->lock);
2099                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2100                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2101                 spin_unlock(&inode->lock);
2102         }
2103 }
2104
2105 /*
2106  * btrfs_bio_fits_in_stripe - Checks whether the size of the given bio will fit
2107  * in a chunk's stripe. This function ensures that bios do not span a
2108  * stripe/chunk
2109  *
2110  * @page - The page we are about to add to the bio
2111  * @size - size we want to add to the bio
2112  * @bio - bio we want to ensure is smaller than a stripe
2113  * @bio_flags - flags of the bio
2114  *
2115  * return 1 if page cannot be added to the bio
2116  * return 0 if page can be added to the bio
2117  * return error otherwise
2118  */
2119 int btrfs_bio_fits_in_stripe(struct page *page, size_t size, struct bio *bio,
2120                              unsigned long bio_flags)
2121 {
2122         struct inode *inode = page->mapping->host;
2123         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2124         u64 logical = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
2125         u64 length = 0;
2126         u64 map_length;
2127         int ret;
2128         struct btrfs_io_geometry geom;
2129
2130         if (bio_flags & EXTENT_BIO_COMPRESSED)
2131                 return 0;
2132
2133         length = bio->bi_iter.bi_size;
2134         map_length = length;
2135         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, btrfs_op(bio), logical, map_length,
2136                                     &geom);
2137         if (ret < 0)
2138                 return ret;
2139
2140         if (geom.len < length + size)
2141                 return 1;
2142         return 0;
2143 }
2144
2145 /*
2146  * in order to insert checksums into the metadata in large chunks,
2147  * we wait until bio submission time.   All the pages in the bio are
2148  * checksummed and sums are attached onto the ordered extent record.
2149  *
2150  * At IO completion time the cums attached on the ordered extent record
2151  * are inserted into the btree
2152  */
2153 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start(void *private_data, struct bio *bio,
2154                                     u64 bio_offset)
2155 {
2156         struct inode *inode = private_data;
2157
2158         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, 0, 0);
2159 }
2160
2161 /*
2162  * extent_io.c submission hook. This does the right thing for csum calculation
2163  * on write, or reading the csums from the tree before a read.
2164  *
2165  * Rules about async/sync submit,
2166  * a) read:                             sync submit
2167  *
2168  * b) write without checksum:           sync submit
2169  *
2170  * c) write with checksum:
2171  *    c-1) if bio is issued by fsync:   sync submit
2172  *         (sync_writers != 0)
2173  *
2174  *    c-2) if root is reloc root:       sync submit
2175  *         (only in case of buffered IO)
2176  *
2177  *    c-3) otherwise:                   async submit
2178  */
2179 blk_status_t btrfs_submit_data_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
2180                                    int mirror_num, unsigned long bio_flags)
2181
2182 {
2183         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2184         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2185         enum btrfs_wq_endio_type metadata = BTRFS_WQ_ENDIO_DATA;
2186         blk_status_t ret = 0;
2187         int skip_sum;
2188         int async = !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers);
2189
2190         skip_sum = BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM;
2191
2192         if (btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode)))
2193                 metadata = BTRFS_WQ_ENDIO_FREE_SPACE;
2194
2195         if (bio_op(bio) != REQ_OP_WRITE) {
2196                 ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, metadata);
2197                 if (ret)
2198                         goto out;
2199
2200                 if (bio_flags & EXTENT_BIO_COMPRESSED) {
2201                         ret = btrfs_submit_compressed_read(inode, bio,
2202                                                            mirror_num,
2203                                                            bio_flags);
2204                         goto out;
2205                 } else if (!skip_sum) {
2206                         ret = btrfs_lookup_bio_sums(inode, bio, (u64)-1, NULL);
2207                         if (ret)
2208                                 goto out;
2209                 }
2210                 goto mapit;
2211         } else if (async && !skip_sum) {
2212                 /* csum items have already been cloned */
2213                 if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
2214                         goto mapit;
2215                 /* we're doing a write, do the async checksumming */
2216                 ret = btrfs_wq_submit_bio(fs_info, bio, mirror_num, bio_flags,
2217                                           0, inode, btrfs_submit_bio_start);
2218                 goto out;
2219         } else if (!skip_sum) {
2220                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, 0, 0);
2221                 if (ret)
2222                         goto out;
2223         }
2224
2225 mapit:
2226         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, mirror_num);
2227
2228 out:
2229         if (ret) {
2230                 bio->bi_status = ret;
2231                 bio_endio(bio);
2232         }
2233         return ret;
2234 }
2235
2236 /*
2237  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2238  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2239  */
2240 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2241                              struct list_head *list)
2242 {
2243         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2244         int ret;
2245
2246         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2247                 trans->adding_csums = true;
2248                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, trans->fs_info->csum_root, sum);
2249                 trans->adding_csums = false;
2250                 if (ret)
2251                         return ret;
2252         }
2253         return 0;
2254 }
2255
2256 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2257                                          const u64 start,
2258                                          const u64 len,
2259                                          struct extent_state **cached_state)
2260 {
2261         u64 search_start = start;
2262         const u64 end = start + len - 1;
2263
2264         while (search_start < end) {
2265                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2266                 struct extent_map *em;
2267                 u64 em_len;
2268                 int ret = 0;
2269
2270                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2271                 if (IS_ERR(em))
2272                         return PTR_ERR(em);
2273
2274                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2275                         goto next;
2276
2277                 em_len = em->len;
2278                 if (em->start < search_start)
2279                         em_len -= search_start - em->start;
2280                 if (em_len > search_len)
2281                         em_len = search_len;
2282
2283                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2284                                      search_start + em_len - 1,
2285                                      EXTENT_DELALLOC_NEW,
2286                                      NULL, cached_state, GFP_NOFS);
2287 next:
2288                 search_start = extent_map_end(em);
2289                 free_extent_map(em);
2290                 if (ret)
2291                         return ret;
2292         }
2293         return 0;
2294 }
2295
2296 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2297                               unsigned int extra_bits,
2298                               struct extent_state **cached_state)
2299 {
2300         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2301
2302         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2303             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2304                 /*
2305                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2306                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2307                  */
2308                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2309         } else {
2310                 int ret;
2311
2312                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2313                                                     end + 1 - start,
2314                                                     cached_state);
2315                 if (ret)
2316                         return ret;
2317         }
2318
2319         return set_extent_delalloc(&inode->io_tree, start, end, extra_bits,
2320                                    cached_state);
2321 }
2322
2323 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2324 struct btrfs_writepage_fixup {
2325         struct page *page;
2326         struct inode *inode;
2327         struct btrfs_work work;
2328 };
2329
2330 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2331 {
2332         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2333         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2334         struct extent_state *cached_state = NULL;
2335         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2336         struct page *page;
2337         struct btrfs_inode *inode;
2338         u64 page_start;
2339         u64 page_end;
2340         int ret = 0;
2341         bool free_delalloc_space = true;
2342
2343         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2344         page = fixup->page;
2345         inode = BTRFS_I(fixup->inode);
2346         page_start = page_offset(page);
2347         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2348
2349         /*
2350          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2351          * we take the page lock.
2352          */
2353         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2354                                            PAGE_SIZE);
2355 again:
2356         lock_page(page);
2357
2358         /*
2359          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2360          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2361          * address space.
2362          */
2363         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2364                 /*
2365                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2366                  *
2367                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2368                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2369                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2370                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2371                  *    while waiting for the ordered extent.
2372                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2373                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2374                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2375                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2376                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2377                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2378                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2379                  *    when the page was already properly dealt with.
2380                  */
2381                 if (!ret) {
2382                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2383                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2384                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2385                                                      true);
2386                 }
2387                 ret = 0;
2388                 goto out_page;
2389         }
2390
2391         /*
2392          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2393          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2394          */
2395         if (ret)
2396                 goto out_page;
2397
2398         lock_extent_bits(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2399
2400         /* already ordered? We're done */
2401         if (PagePrivate2(page))
2402                 goto out_reserved;
2403
2404         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2405         if (ordered) {
2406                 unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2407                                      &cached_state);
2408                 unlock_page(page);
2409                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
2410                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2411                 goto again;
2412         }
2413
2414         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2415                                         &cached_state);
2416         if (ret)
2417                 goto out_reserved;
2418
2419         /*
2420          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2421          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2422          * destination.
2423          *
2424          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2425          */
2426         BUG_ON(!PageDirty(page));
2427         free_delalloc_space = false;
2428 out_reserved:
2429         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2430         if (free_delalloc_space)
2431                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2432                                              PAGE_SIZE, true);
2433         unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2434                              &cached_state);
2435 out_page:
2436         if (ret) {
2437                 /*
2438                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2439                  * to reflect the errors and clean the page.
2440                  */
2441                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2442                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2443                 clear_page_dirty_for_io(page);
2444                 SetPageError(page);
2445         }
2446         ClearPageChecked(page);
2447         unlock_page(page);
2448         put_page(page);
2449         kfree(fixup);
2450         extent_changeset_free(data_reserved);
2451         /*
2452          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2453          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2454          * deadlock.
2455          */
2456         btrfs_add_delayed_iput(&inode->vfs_inode);
2457 }
2458
2459 /*
2460  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2461  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2462  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2463  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2464  *
2465  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2466  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2467  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2468  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2469  */
2470 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page, u64 start, u64 end)
2471 {
2472         struct inode *inode = page->mapping->host;
2473         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2474         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2475
2476         /* this page is properly in the ordered list */
2477         if (TestClearPagePrivate2(page))
2478                 return 0;
2479
2480         /*
2481          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2482          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2483          *
2484          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2485          * EAGAIN.
2486          */
2487         if (PageChecked(page))
2488                 return -EAGAIN;
2489
2490         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2491         if (!fixup)
2492                 return -EAGAIN;
2493
2494         /*
2495          * We are already holding a reference to this inode from
2496          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2497          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2498          * page->mapping outside of the page lock.
2499          */
2500         ihold(inode);
2501         SetPageChecked(page);
2502         get_page(page);
2503         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
2504         fixup->page = page;
2505         fixup->inode = inode;
2506         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2507
2508         return -EAGAIN;
2509 }
2510
2511 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2512                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2513                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2514                                        u64 qgroup_reserved)
2515 {
2516         struct btrfs_root *root = inode->root;
2517         struct btrfs_path *path;
2518         struct extent_buffer *leaf;
2519         struct btrfs_key ins;
2520         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2521         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2522         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2523         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2524         int extent_inserted = 0;
2525         int ret;
2526
2527         path = btrfs_alloc_path();
2528         if (!path)
2529                 return -ENOMEM;
2530
2531         /*
2532          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2533          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2534          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2535          *
2536          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2537          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2538          * with the others.
2539          */
2540         ret = __btrfs_drop_extents(trans, root, inode, path, file_pos,
2541                                    file_pos + num_bytes, NULL, 0,
2542                                    1, sizeof(*stack_fi), &extent_inserted);
2543         if (ret)
2544                 goto out;
2545
2546         if (!extent_inserted) {
2547                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2548                 ins.offset = file_pos;
2549                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2550
2551                 path->leave_spinning = 1;
2552                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2553                                               sizeof(*stack_fi));
2554                 if (ret)
2555                         goto out;
2556         }
2557         leaf = path->nodes[0];
2558         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2559         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2560                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2561                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2562
2563         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2564         btrfs_release_path(path);
2565
2566         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, num_bytes);
2567
2568         ins.objectid = disk_bytenr;
2569         ins.offset = disk_num_bytes;
2570         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2571
2572         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2573         if (ret)
2574                 goto out;
2575
2576         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
2577                                                file_pos, qgroup_reserved, &ins);
2578 out:
2579         btrfs_free_path(path);
2580
2581         return ret;
2582 }
2583
2584 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2585                                          u64 start, u64 len)
2586 {
2587         struct btrfs_block_group *cache;
2588
2589         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
2590         ASSERT(cache);
2591
2592         spin_lock(&cache->lock);
2593         cache->delalloc_bytes -= len;
2594         spin_unlock(&cache->lock);
2595
2596         btrfs_put_block_group(cache);
2597 }
2598
2599 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2600                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
2601 {
2602         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
2603         u64 logical_len;
2604
2605         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
2606         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
2607         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
2608         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
2609                                                    oe->disk_num_bytes);
2610         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags))
2611                 logical_len = oe->truncated_len;
2612         else
2613                 logical_len = oe->num_bytes;
2614         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, logical_len);
2615         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, logical_len);
2616         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
2617         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
2618
2619         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
2620                                            oe->file_offset, &stack_fi,
2621                                            oe->qgroup_rsv);
2622 }
2623
2624 /*
2625  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
2626  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
2627  * fully written.
2628  */
2629 static int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
2630 {
2631         struct inode *inode = ordered_extent->inode;
2632         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2633         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2634         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
2635         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
2636         struct extent_state *cached_state = NULL;
2637         u64 start, end;
2638         int compress_type = 0;
2639         int ret = 0;
2640         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
2641         bool freespace_inode;
2642         bool truncated = false;
2643         bool range_locked = false;
2644         bool clear_new_delalloc_bytes = false;
2645         bool clear_reserved_extent = true;
2646         unsigned int clear_bits;
2647
2648         start = ordered_extent->file_offset;
2649         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
2650
2651         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
2652             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
2653             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags))
2654                 clear_new_delalloc_bytes = true;
2655
2656         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode));
2657
2658         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
2659                 ret = -EIO;
2660                 goto out;
2661         }
2662
2663         btrfs_free_io_failure_record(BTRFS_I(inode), start, end);
2664
2665         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
2666                 truncated = true;
2667                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
2668                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
2669                 if (!logical_len)
2670                         goto out;
2671         }
2672
2673         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
2674                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
2675
2676                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
2677                 if (freespace_inode)
2678                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
2679                 else
2680                         trans = btrfs_join_transaction(root);
2681                 if (IS_ERR(trans)) {
2682                         ret = PTR_ERR(trans);
2683                         trans = NULL;
2684                         goto out;
2685                 }
2686                 trans->block_rsv = &BTRFS_I(inode)->block_rsv;
2687                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
2688                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
2689                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2690                 goto out;
2691         }
2692
2693         range_locked = true;
2694         lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
2695
2696         if (freespace_inode)
2697                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
2698         else
2699                 trans = btrfs_join_transaction(root);
2700         if (IS_ERR(trans)) {
2701                 ret = PTR_ERR(trans);
2702                 trans = NULL;
2703                 goto out;
2704         }
2705
2706         trans->block_rsv = &BTRFS_I(inode)->block_rsv;
2707
2708         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
2709                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
2710         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
2711                 BUG_ON(compress_type);
2712                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, BTRFS_I(inode),
2713                                                 ordered_extent->file_offset,
2714                                                 ordered_extent->file_offset +
2715                                                 logical_len);
2716         } else {
2717                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
2718                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
2719                 if (!ret) {
2720                         clear_reserved_extent = false;
2721                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
2722                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
2723                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
2724                 }
2725         }
2726         unpin_extent_cache(&BTRFS_I(inode)->extent_tree,
2727                            ordered_extent->file_offset,
2728                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
2729         if (ret < 0) {
2730                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2731                 goto out;
2732         }
2733
2734         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
2735         if (ret) {
2736                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2737                 goto out;
2738         }
2739
2740         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
2741         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
2742         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
2743                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2744                 goto out;
2745         }
2746         ret = 0;
2747 out:
2748         clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
2749         if (range_locked)
2750                 clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
2751         if (clear_new_delalloc_bytes)
2752                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2753         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, start, end, clear_bits,
2754                          (clear_bits & EXTENT_LOCKED) ? 1 : 0, 0,
2755                          &cached_state);
2756
2757         if (trans)
2758                 btrfs_end_transaction(trans);
2759
2760         if (ret || truncated) {
2761                 u64 unwritten_start = start;
2762
2763                 if (truncated)
2764                         unwritten_start += logical_len;
2765                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
2766
2767                 /* Drop the cache for the part of the extent we didn't write. */
2768                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), unwritten_start, end, 0);
2769
2770                 /*
2771                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
2772                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
2773                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
2774                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
2775                  *
2776                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
2777                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
2778                  * has already been done.
2779                  */
2780                 if ((ret || !logical_len) &&
2781                     clear_reserved_extent &&
2782                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
2783                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
2784                         /*
2785                          * Discard the range before returning it back to the
2786                          * free space pool
2787                          */
2788                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
2789                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
2790                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
2791                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
2792                                                 NULL);
2793                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
2794                                         ordered_extent->disk_bytenr,
2795                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
2796                 }
2797         }
2798
2799         /*
2800          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
2801          * updating everything for this ordered extent.
2802          */
2803         btrfs_remove_ordered_extent(BTRFS_I(inode), ordered_extent);
2804
2805         /* once for us */
2806         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
2807         /* once for the tree */
2808         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
2809
2810         return ret;
2811 }
2812
2813 static void finish_ordered_fn(struct btrfs_work *work)
2814 {
2815         struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent;
2816         ordered_extent = container_of(work, struct btrfs_ordered_extent, work);
2817         btrfs_finish_ordered_io(ordered_extent);
2818 }
2819
2820 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct page *page, u64 start,
2821                                           u64 end, int uptodate)
2822 {
2823         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
2824         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2825         struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent = NULL;
2826         struct btrfs_workqueue *wq;
2827
2828         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(page, start, end, uptodate);
2829
2830         ClearPagePrivate2(page);
2831         if (!btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered_extent, start,
2832                                             end - start + 1, uptodate))
2833                 return;
2834
2835         if (btrfs_is_free_space_inode(inode))
2836                 wq = fs_info->endio_freespace_worker;
2837         else
2838                 wq = fs_info->endio_write_workers;
2839
2840         btrfs_init_work(&ordered_extent->work, finish_ordered_fn, NULL, NULL);
2841         btrfs_queue_work(wq, &ordered_extent->work);
2842 }
2843
2844 static int check_data_csum(struct inode *inode, struct btrfs_io_bio *io_bio,
2845                            int icsum, struct page *page, int pgoff, u64 start,
2846                            size_t len)
2847 {
2848         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2849         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
2850         char *kaddr;
2851         u16 csum_size = btrfs_super_csum_size(fs_info->super_copy);
2852         u8 *csum_expected;
2853         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
2854
2855         csum_expected = ((u8 *)io_bio->csum) + icsum * csum_size;
2856
2857         kaddr = kmap_atomic(page);
2858         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
2859
2860         crypto_shash_digest(shash, kaddr + pgoff, len, csum);
2861
2862         if (memcmp(csum, csum_expected, csum_size))
2863                 goto zeroit;
2864
2865         kunmap_atomic(kaddr);
2866         return 0;
2867 zeroit:
2868         btrfs_print_data_csum_error(BTRFS_I(inode), start, csum, csum_expected,
2869                                     io_bio->mirror_num);
2870         if (io_bio->device)
2871                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(io_bio->device,
2872                                              BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
2873         memset(kaddr + pgoff, 1, len);
2874         flush_dcache_page(page);
2875         kunmap_atomic(kaddr);
2876         return -EIO;
2877 }
2878
2879 /*
2880  * when reads are done, we need to check csums to verify the data is correct
2881  * if there's a match, we allow the bio to finish.  If not, the code in
2882  * extent_io.c will try to find good copies for us.
2883  */
2884 int btrfs_verify_data_csum(struct btrfs_io_bio *io_bio, u64 phy_offset,
2885                            struct page *page, u64 start, u64 end, int mirror)
2886 {
2887         size_t offset = start - page_offset(page);
2888         struct inode *inode = page->mapping->host;
2889         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
2890         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2891
2892         if (PageChecked(page)) {
2893                 ClearPageChecked(page);
2894                 return 0;
2895         }
2896
2897         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
2898                 return 0;
2899
2900         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID &&
2901             test_range_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NODATASUM, 1, NULL)) {
2902                 clear_extent_bits(io_tree, start, end, EXTENT_NODATASUM);
2903                 return 0;
2904         }
2905
2906         phy_offset >>= inode->i_sb->s_blocksize_bits;
2907         return check_data_csum(inode, io_bio, phy_offset, page, offset, start,
2908                                (size_t)(end - start + 1));
2909 }
2910
2911 /*
2912  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
2913  *
2914  * @inode: The inode we want to perform iput on
2915  *
2916  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
2917  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
2918  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
2919  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
2920  */
2921 void btrfs_add_delayed_iput(struct inode *inode)
2922 {
2923         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2924         struct btrfs_inode *binode = BTRFS_I(inode);
2925
2926         if (atomic_add_unless(&inode->i_count, -1, 1))
2927                 return;
2928
2929         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
2930         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
2931         ASSERT(list_empty(&binode->delayed_iput));
2932         list_add_tail(&binode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
2933         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
2934         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
2935                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
2936 }
2937
2938 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2939                                     struct btrfs_inode *inode)
2940 {
2941         list_del_init(&inode->delayed_iput);
2942         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
2943         iput(&inode->vfs_inode);
2944         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
2945                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
2946         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
2947 }
2948
2949 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2950                                    struct btrfs_inode *inode)
2951 {
2952         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
2953                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
2954                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
2955                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
2956                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
2957         }
2958 }
2959
2960 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2961 {
2962
2963         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
2964         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
2965                 struct btrfs_inode *inode;
2966
2967                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
2968                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
2969                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
2970         }
2971         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
2972 }
2973
2974 /**
2975  * btrfs_wait_on_delayed_iputs - wait on the delayed iputs to be done running
2976  * @fs_info - the fs_info for this fs
2977  * @return - EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
2978  *
2979  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
2980  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
2981  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
2982  * that might get blocked on the iputs.
2983  */
2984 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2985 {
2986         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
2987                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
2988         if (ret)
2989                 return -EINTR;
2990         return 0;
2991 }
2992
2993 /*
2994  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
2995  * in the middle of an unlink.
2996  */
2997 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
2998                      struct btrfs_inode *inode)
2999 {
3000         int ret;
3001
3002         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3003         if (ret && ret != -EEXIST) {
3004                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3005                 return ret;
3006         }
3007
3008         return 0;
3009 }
3010
3011 /*
3012  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3013  * this particular inode.
3014  */
3015 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3016                             struct btrfs_inode *inode)
3017 {
3018         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3019 }
3020
3021 /*
3022  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3023  * of this root.
3024  */
3025 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3026 {
3027         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3028         struct btrfs_path *path;
3029         struct extent_buffer *leaf;
3030         struct btrfs_key key, found_key;
3031         struct btrfs_trans_handle *trans;
3032         struct inode *inode;
3033         u64 last_objectid = 0;
3034         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3035
3036         if (cmpxchg(&root->orphan_cleanup_state, 0, ORPHAN_CLEANUP_STARTED))
3037                 return 0;
3038
3039         path = btrfs_alloc_path();
3040         if (!path) {
3041                 ret = -ENOMEM;
3042                 goto out;
3043         }
3044         path->reada = READA_BACK;
3045
3046         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3047         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3048         key.offset = (u64)-1;
3049
3050         while (1) {
3051                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3052                 if (ret < 0)
3053                         goto out;
3054
3055                 /*
3056                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3057                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3058                  * find the key and see if we have stuff that matches
3059                  */
3060                 if (ret > 0) {
3061                         ret = 0;
3062                         if (path->slots[0] == 0)
3063                                 break;
3064                         path->slots[0]--;
3065                 }
3066
3067                 /* pull out the item */
3068                 leaf = path->nodes[0];
3069                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3070
3071                 /* make sure the item matches what we want */
3072                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3073                         break;
3074                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3075                         break;
3076
3077                 /* release the path since we're done with it */
3078                 btrfs_release_path(path);
3079
3080                 /*
3081                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3082                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3083                  * offset of the orphan item.
3084                  */
3085
3086                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3087                         btrfs_err(fs_info,
3088                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3089                         ret = -EINVAL;
3090                         goto out;
3091                 }
3092
3093                 last_objectid = found_key.offset;
3094
3095                 found_key.objectid = found_key.offset;
3096                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3097                 found_key.offset = 0;
3098                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3099                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3100                 if (ret && ret != -ENOENT)
3101                         goto out;
3102
3103                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3104                         struct btrfs_root *dead_root;
3105                         int is_dead_root = 0;
3106
3107                         /*
3108                          * this is an orphan in the tree root. Currently these
3109                          * could come from 2 sources:
3110                          *  a) a snapshot deletion in progress
3111                          *  b) a free space cache inode
3112                          * We need to distinguish those two, as the snapshot
3113                          * orphan must not get deleted.
3114                          * find_dead_roots already ran before us, so if this
3115                          * is a snapshot deletion, we should find the root
3116                          * in the fs_roots radix tree.
3117                          */
3118
3119                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3120                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3121                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3122                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3123                                 is_dead_root = 1;
3124                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3125
3126                         if (is_dead_root) {
3127                                 /* prevent this orphan from being found again */
3128                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3129                                 continue;
3130                         }
3131
3132                 }
3133
3134                 /*
3135                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3136                  * possibilities. Old kernels (before v3.12) used to create an
3137                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3138                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3139                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3140                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3141                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3142                  *
3143                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3144                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3145                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3146                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3147                  * the orphan item.
3148                  *
3149                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3150                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3151                  * but either way, we can delete the orphan item.
3152                  */
3153                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3154                         if (!ret)
3155                                 iput(inode);
3156                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3157                         if (IS_ERR(trans)) {
3158                                 ret = PTR_ERR(trans);
3159                                 goto out;
3160                         }
3161                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3162                                     found_key.objectid);
3163                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3164                                                     found_key.objectid);
3165                         btrfs_end_transaction(trans);
3166                         if (ret)
3167                                 goto out;
3168                         continue;
3169                 }
3170
3171                 nr_unlink++;
3172
3173                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3174                 iput(inode);
3175         }
3176         /* release the path since we're done with it */
3177         btrfs_release_path(path);
3178
3179         root->orphan_cleanup_state = ORPHAN_CLEANUP_DONE;
3180
3181         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3182                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3183                 if (!IS_ERR(trans))
3184                         btrfs_end_transaction(trans);
3185         }
3186
3187         if (nr_unlink)
3188                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3189
3190 out:
3191         if (ret)
3192                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3193         btrfs_free_path(path);
3194         return ret;
3195 }
3196
3197 /*
3198  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3199  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3200  *
3201  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3202  */
3203 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3204                                           int slot, u64 objectid,
3205                                           int *first_xattr_slot)
3206 {
3207         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3208         struct btrfs_key found_key;
3209         static u64 xattr_access = 0;
3210         static u64 xattr_default = 0;
3211         int scanned = 0;
3212
3213         if (!xattr_access) {
3214                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3215                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3216                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3217                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3218         }
3219
3220         slot++;
3221         *first_xattr_slot = -1;
3222         while (slot < nritems) {
3223                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3224
3225                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3226                 if (found_key.objectid != objectid)
3227                         return 0;
3228
3229                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3230                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3231                         if (*first_xattr_slot == -1)
3232                                 *first_xattr_slot = slot;
3233                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3234                             found_key.offset == xattr_default)
3235                                 return 1;
3236                 }
3237
3238                 /*
3239                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3240                  * be any acls later on
3241                  */
3242                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3243                         return 0;
3244
3245                 slot++;
3246                 scanned++;
3247
3248                 /*
3249                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3250                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3251                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3252                  * this is just an optimization
3253                  */
3254                 if (scanned >= 8)
3255                         break;
3256         }
3257         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3258          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3259          * has acls
3260          */
3261         if (*first_xattr_slot == -1)
3262                 *first_xattr_slot = slot;
3263         return 1;
3264 }
3265
3266 /*
3267  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3268  */
3269 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3270                                    struct btrfs_path *in_path)
3271 {
3272         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3273         struct btrfs_path *path = in_path;
3274         struct extent_buffer *leaf;
3275         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3276         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3277         struct btrfs_key location;
3278         unsigned long ptr;
3279         int maybe_acls;
3280         u32 rdev;
3281         int ret;
3282         bool filled = false;
3283         int first_xattr_slot;
3284
3285         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3286         if (!ret)
3287                 filled = true;
3288
3289         if (!path) {
3290                 path = btrfs_alloc_path();
3291                 if (!path)
3292                         return -ENOMEM;
3293         }
3294
3295         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3296
3297         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3298         if (ret) {
3299                 if (path != in_path)
3300                         btrfs_free_path(path);
3301                 return ret;
3302         }
3303
3304         leaf = path->nodes[0];
3305
3306         if (filled)
3307                 goto cache_index;
3308
3309         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3310                                     struct btrfs_inode_item);
3311         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3312         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3313         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3314         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3315         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3316         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3317                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3318
3319         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3320         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3321
3322         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3323         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3324
3325         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3326         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3327
3328         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3329                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3330         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3331                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3332
3333         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3334         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3335         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3336
3337         inode_set_iversion_queried(inode,
3338                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3339         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3340         inode->i_rdev = 0;
3341         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3342
3343         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3344         BTRFS_I(inode)->flags = btrfs_inode_flags(leaf, inode_item);
3345
3346 cache_index:
3347         /*
3348          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3349          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3350          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3351          * cache.
3352          *
3353          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3354          * in delayed_nodes_tree.
3355          */
3356         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3357                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3358                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3359
3360         /*
3361          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3362          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3363          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3364          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3365          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3366          * replayed. For example, in the scenario:
3367          *
3368          * touch mydir/foo
3369          * ln mydir/foo mydir/bar
3370          * sync
3371          * unlink mydir/bar
3372          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3373          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3374          * <power failure>
3375          * mount fs, triggers fsync log replay
3376          *
3377          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3378          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3379          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3380          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3381          *
3382          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3383          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3384          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3385          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3386          */
3387         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3388
3389         /*
3390          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3391          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3392          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3393          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3394          */
3395         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3396
3397         path->slots[0]++;
3398         if (inode->i_nlink != 1 ||
3399             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3400                 goto cache_acl;
3401
3402         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3403         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3404                 goto cache_acl;
3405
3406         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3407         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3408                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3409
3410                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3411                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3412         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3413                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3414
3415                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3416                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3417                                                                      extref);
3418         }
3419 cache_acl:
3420         /*
3421          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3422          * any xattrs or acls
3423          */
3424         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3425                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3426         if (first_xattr_slot != -1) {
3427                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3428                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3429                 if (ret)
3430                         btrfs_err(fs_info,
3431                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3432                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3433                                   root->root_key.objectid, ret);
3434         }
3435         if (path != in_path)
3436                 btrfs_free_path(path);
3437
3438         if (!maybe_acls)
3439                 cache_no_acl(inode);
3440
3441         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3442         case S_IFREG:
3443                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3444                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3445                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3446                 break;
3447         case S_IFDIR:
3448                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3449                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3450                 break;
3451         case S_IFLNK:
3452                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3453                 inode_nohighmem(inode);
3454                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3455                 break;
3456         default:
3457                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3458                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3459                 break;
3460         }
3461
3462         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3463         return 0;
3464 }
3465
3466 /*
3467  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3468  */
3469 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3470                             struct extent_buffer *leaf,
3471                             struct btrfs_inode_item *item,
3472                             struct inode *inode)
3473 {
3474         struct btrfs_map_token token;
3475
3476         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3477
3478         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3479         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3480         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3481         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
3482         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
3483
3484         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
3485                                      inode->i_atime.tv_sec);
3486         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
3487                                       inode->i_atime.tv_nsec);
3488
3489         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
3490                                      inode->i_mtime.tv_sec);
3491         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
3492                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
3493
3494         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
3495                                      inode->i_ctime.tv_sec);
3496         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
3497                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
3498
3499         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
3500                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
3501         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
3502                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
3503
3504         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
3505         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
3506                                          BTRFS_I(inode)->generation);
3507         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
3508         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
3509         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
3510         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, BTRFS_I(inode)->flags);
3511         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
3512 }
3513
3514 /*
3515  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3516  */
3517 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3518                                 struct btrfs_root *root, struct inode *inode)
3519 {
3520         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3521         struct btrfs_path *path;
3522         struct extent_buffer *leaf;
3523         int ret;
3524
3525         path = btrfs_alloc_path();
3526         if (!path)
3527                 return -ENOMEM;
3528
3529         path->leave_spinning = 1;
3530         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &BTRFS_I(inode)->location,
3531                                  1);
3532         if (ret) {
3533                 if (ret > 0)
3534                         ret = -ENOENT;
3535                 goto failed;
3536         }
3537
3538         leaf = path->nodes[0];
3539         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3540                                     struct btrfs_inode_item);
3541
3542         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, inode);
3543         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3544         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
3545         ret = 0;
3546 failed:
3547         btrfs_free_path(path);
3548         return ret;
3549 }
3550
3551 /*
3552  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3553  */
3554 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
3555                                 struct btrfs_root *root, struct inode *inode)
3556 {
3557         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3558         int ret;
3559
3560         /*
3561          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
3562          * if we put it into the delayed code.
3563          *
3564          * The data relocation inode should also be directly updated
3565          * without delay
3566          */
3567         if (!btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))
3568             && root->root_key.objectid != BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID
3569             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
3570                 btrfs_update_root_times(trans, root);
3571
3572                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
3573                 if (!ret)
3574                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
3575                 return ret;
3576         }
3577
3578         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
3579 }
3580
3581 noinline int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
3582                                          struct btrfs_root *root,
3583                                          struct inode *inode)
3584 {
3585         int ret;
3586
3587         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
3588         if (ret == -ENOSPC)
3589                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
3590         return ret;
3591 }
3592
3593 /*
3594  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
3595  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
3596  * also drops the back refs in the inode to the directory
3597  */
3598 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
3599                                 struct btrfs_root *root,
3600                                 struct btrfs_inode *dir,
3601                                 struct btrfs_inode *inode,
3602                                 const char *name, int name_len)
3603 {
3604         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3605         struct btrfs_path *path;
3606         int ret = 0;
3607         struct btrfs_dir_item *di;
3608         u64 index;
3609         u64 ino = btrfs_ino(inode);
3610         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
3611
3612         path = btrfs_alloc_path();
3613         if (!path) {
3614                 ret = -ENOMEM;
3615                 goto out;
3616         }
3617
3618         path->leave_spinning = 1;
3619         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
3620                                     name, name_len, -1);
3621         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
3622                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
3623                 goto err;
3624         }
3625         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
3626         if (ret)
3627                 goto err;
3628         btrfs_release_path(path);
3629
3630         /*
3631          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
3632          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
3633          * it is unnecessary to do delayed deletion.
3634          *
3635          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
3636          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
3637          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
3638          * we update the inode item.
3639          */
3640         if (inode->dir_index) {
3641                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
3642                 if (!ret) {
3643                         index = inode->dir_index;
3644                         goto skip_backref;
3645                 }
3646         }
3647
3648         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
3649                                   dir_ino, &index);
3650         if (ret) {
3651                 btrfs_info(fs_info,
3652                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
3653                         name_len, name, ino, dir_ino);
3654                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3655                 goto err;
3656         }
3657 skip_backref:
3658         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
3659         if (ret) {
3660                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3661                 goto err;
3662         }
3663
3664         ret = btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, name_len, inode,
3665                         dir_ino);
3666         if (ret != 0 && ret != -ENOENT) {
3667                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3668                 goto err;
3669         }
3670
3671         ret = btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, name_len, dir,
3672                         index);
3673         if (ret == -ENOENT)
3674                 ret = 0;
3675         else if (ret)
3676                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3677
3678         /*
3679          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
3680          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
3681          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
3682          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
3683          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
3684          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
3685          * holding.
3686          */
3687         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
3688 err:
3689         btrfs_free_path(path);
3690         if (ret)
3691                 goto out;
3692
3693         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name_len * 2);
3694         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
3695         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
3696         inode->vfs_inode.i_ctime = dir->vfs_inode.i_mtime =
3697                 dir->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
3698         ret = btrfs_update_inode(trans, root, &dir->vfs_inode);
3699 out:
3700         return ret;
3701 }
3702
3703 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
3704                        struct btrfs_root *root,
3705                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
3706                        const char *name, int name_len)
3707 {
3708         int ret;
3709         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, root, dir, inode, name, name_len);
3710         if (!ret) {
3711                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
3712                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, &inode->vfs_inode);
3713         }
3714         return ret;
3715 }
3716
3717 /*
3718  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
3719  *
3720  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
3721  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
3722  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
3723  * allow the unlink to occur.
3724  */
3725 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct inode *dir)
3726 {
3727         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
3728
3729         /*
3730          * 1 for the possible orphan item
3731          * 1 for the dir item
3732          * 1 for the dir index
3733          * 1 for the inode ref
3734          * 1 for the inode
3735          */
3736         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 5);
3737 }
3738
3739 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
3740 {
3741         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
3742         struct btrfs_trans_handle *trans;
3743         struct inode *inode = d_inode(dentry);
3744         int ret;
3745
3746         trans = __unlink_start_trans(dir);
3747         if (IS_ERR(trans))
3748                 return PTR_ERR(trans);
3749
3750         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
3751                         0);
3752
3753         ret = btrfs_unlink_inode(trans, root, BTRFS_I(dir),
3754                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
3755                         dentry->d_name.len);
3756         if (ret)
3757                 goto out;
3758
3759         if (inode->i_nlink == 0) {
3760                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
3761                 if (ret)
3762                         goto out;
3763         }
3764
3765 out:
3766         btrfs_end_transaction(trans);
3767         btrfs_btree_balance_dirty(root->fs_info);
3768         return ret;
3769 }
3770
3771 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
3772                                struct inode *dir, struct dentry *dentry)
3773 {
3774         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
3775         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
3776         struct btrfs_path *path;
3777         struct extent_buffer *leaf;
3778         struct btrfs_dir_item *di;
3779         struct btrfs_key key;
3780         const char *name = dentry->d_name.name;
3781         int name_len = dentry->d_name.len;
3782         u64 index;
3783         int ret;
3784         u64 objectid;
3785         u64 dir_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
3786
3787         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3788                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
3789         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
3790                 objectid = inode->location.objectid;
3791         } else {
3792                 WARN_ON(1);
3793                 return -EINVAL;
3794         }
3795
3796         path = btrfs_alloc_path();
3797         if (!path)
3798                 return -ENOMEM;
3799
3800         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
3801                                    name, name_len, -1);
3802         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
3803                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
3804                 goto out;
3805         }
3806
3807         leaf = path->nodes[0];
3808         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
3809         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
3810         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
3811         if (ret) {
3812                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3813                 goto out;
3814         }
3815         btrfs_release_path(path);
3816
3817         /*
3818          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
3819          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
3820          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
3821          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorret.
3822          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
3823          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
3824          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
3825          */
3826         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
3827                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino,
3828                                                  name, name_len);
3829                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
3830                         if (!di)
3831                                 ret = -ENOENT;
3832                         else
3833                                 ret = PTR_ERR(di);
3834                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3835                         goto out;
3836                 }
3837
3838                 leaf = path->nodes[0];
3839                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
3840                 index = key.offset;
3841                 btrfs_release_path(path);
3842         } else {
3843                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
3844                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
3845                                          &index, name, name_len);
3846                 if (ret) {
3847                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3848                         goto out;
3849                 }
3850         }
3851
3852         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, BTRFS_I(dir), index);
3853         if (ret) {
3854                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3855                 goto out;
3856         }
3857
3858         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(dir), dir->i_size - name_len * 2);
3859         inode_inc_iversion(dir);
3860         dir->i_mtime = dir->i_ctime = current_time(dir);
3861         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, dir);
3862         if (ret)
3863                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3864 out:
3865         btrfs_free_path(path);
3866         return ret;
3867 }
3868
3869 /*
3870  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
3871  * default.
3872  */
3873 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
3874 {
3875         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3876         struct btrfs_path *path;
3877         struct btrfs_dir_item *di;
3878         struct btrfs_key key;
3879         u64 dir_id;
3880         int ret;
3881
3882         path = btrfs_alloc_path();
3883         if (!path)
3884                 return -ENOMEM;
3885
3886         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
3887         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
3888         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
3889                                    dir_id, "default", 7, 0);
3890         if (di && !IS_ERR(di)) {
3891                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
3892                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
3893                         ret = -EPERM;
3894                         btrfs_err(fs_info,
3895                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
3896                                   key.objectid);
3897                         goto out;
3898                 }
3899                 btrfs_release_path(path);
3900         }
3901
3902         key.objectid = root->root_key.objectid;
3903         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
3904         key.offset = (u64)-1;
3905
3906         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
3907         if (ret < 0)
3908                 goto out;
3909         BUG_ON(ret == 0);
3910
3911         ret = 0;
3912         if (path->slots[0] > 0) {
3913                 path->slots[0]--;
3914                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
3915                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
3916                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
3917                         ret = -ENOTEMPTY;
3918         }
3919 out:
3920         btrfs_free_path(path);
3921         return ret;
3922 }
3923
3924 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
3925 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
3926 {
3927         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3928         struct rb_node *node;
3929         struct rb_node *prev;
3930         struct btrfs_inode *entry;
3931         struct inode *inode;
3932         u64 objectid = 0;
3933
3934         if (!test_bit(BTRFS_FS_STATE_ERROR, &fs_info->fs_state))
3935                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
3936
3937         spin_lock(&root->inode_lock);
3938 again:
3939         node = root->inode_tree.rb_node;
3940         prev = NULL;
3941         while (node) {
3942                 prev = node;
3943                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
3944
3945                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
3946                         node = node->rb_left;
3947                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
3948                         node = node->rb_right;
3949                 else
3950                         break;
3951         }
3952         if (!node) {
3953                 while (prev) {
3954                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
3955                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
3956                                 node = prev;
3957                                 break;
3958                         }
3959                         prev = rb_next(prev);
3960                 }
3961         }
3962         while (node) {
3963                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
3964                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
3965                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
3966                 if (inode) {
3967                         spin_unlock(&root->inode_lock);
3968                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
3969                                 d_prune_aliases(inode);
3970                         /*
3971                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
3972                          * cache when its usage count hits zero.
3973                          */
3974                         iput(inode);
3975                         cond_resched();
3976                         spin_lock(&root->inode_lock);
3977                         goto again;
3978                 }
3979
3980                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
3981                         goto again;
3982
3983                 node = rb_next(node);
3984         }
3985         spin_unlock(&root->inode_lock);
3986 }
3987
3988 int btrfs_delete_subvolume(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
3989 {
3990         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
3991         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
3992         struct inode *inode = d_inode(dentry);
3993         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
3994         struct btrfs_trans_handle *trans;
3995         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
3996         u64 root_flags;
3997         int ret;
3998         int err;
3999
4000         /*
4001          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4002          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4003          * again is not run concurrently.
4004          */
4005         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4006         if (dest->send_in_progress) {
4007                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4008                 btrfs_warn(fs_info,
4009                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4010                            dest->root_key.objectid);
4011                 return -EPERM;
4012         }
4013         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4014         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4015                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4016         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4017
4018         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4019
4020         err = may_destroy_subvol(dest);
4021         if (err)
4022                 goto out_up_write;
4023
4024         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4025         /*
4026          * One for dir inode,
4027          * two for dir entries,
4028          * two for root ref/backref.
4029          */
4030         err = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4031         if (err)
4032                 goto out_up_write;
4033
4034         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4035         if (IS_ERR(trans)) {
4036                 err = PTR_ERR(trans);
4037                 goto out_release;
4038         }
4039         trans->block_rsv = &block_rsv;
4040         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4041
4042         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, BTRFS_I(dir));
4043
4044         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4045         if (ret) {
4046                 err = ret;
4047                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4048                 goto out_end_trans;
4049         }
4050
4051         btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4052
4053         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4054                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4055         dest->root_item.drop_level = 0;
4056         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4057
4058         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4059                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4060                                         fs_info->tree_root,
4061                                         dest->root_key.objectid);
4062                 if (ret) {
4063                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4064                         err = ret;
4065                         goto out_end_trans;
4066                 }
4067         }
4068
4069         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4070                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4071                                   dest->root_key.objectid);
4072         if (ret && ret != -ENOENT) {
4073                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4074                 err = ret;
4075                 goto out_end_trans;
4076         }
4077         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4078                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4079                                           dest->root_item.received_uuid,
4080                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4081                                           dest->root_key.objectid);
4082                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4083                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4084                         err = ret;
4085                         goto out_end_trans;
4086                 }
4087         }
4088
4089         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4090         dest->anon_dev = 0;
4091 out_end_trans:
4092         trans->block_rsv = NULL;
4093         trans->bytes_reserved = 0;
4094         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4095         if (ret && !err)
4096                 err = ret;
4097         inode->i_flags |= S_DEAD;
4098 out_release:
4099         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4100 out_up_write:
4101         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4102         if (err) {
4103                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4104                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4105                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4106                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4107                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4108         } else {
4109                 d_invalidate(dentry);
4110                 btrfs_prune_dentries(dest);
4111                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4112
4113                 /* the last ref */
4114                 if (dest->ino_cache_inode) {
4115                         iput(dest->ino_cache_inode);
4116                         dest->ino_cache_inode = NULL;
4117                 }
4118         }
4119
4120         return err;
4121 }
4122
4123 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4124 {
4125         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4126         int err = 0;
4127         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4128         struct btrfs_trans_handle *trans;
4129         u64 last_unlink_trans;
4130
4131         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4132                 return -ENOTEMPTY;
4133         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
4134                 return btrfs_delete_subvolume(dir, dentry);
4135
4136         trans = __unlink_start_trans(dir);
4137         if (IS_ERR(trans))
4138                 return PTR_ERR(trans);
4139
4140         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4141                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4142                 goto out;
4143         }
4144
4145         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4146         if (err)
4147                 goto out;
4148
4149         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4150
4151         /* now the directory is empty */
4152         err = btrfs_unlink_inode(trans, root, BTRFS_I(dir),
4153                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4154                         dentry->d_name.len);
4155         if (!err) {
4156                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4157                 /*
4158                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4159                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4160                  * log tree in the case we do something like this:
4161                  * 1) create dir foo
4162                  * 2) create snapshot under dir foo
4163                  * 3) delete the snapshot
4164                  * 4) rmdir foo
4165                  * 5) mkdir foo
4166                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4167                  */
4168                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4169                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4170         }
4171 out:
4172         btrfs_end_transaction(trans);
4173         btrfs_btree_balance_dirty(root->fs_info);
4174
4175         return err;
4176 }
4177
4178 /*
4179  * Return this if we need to call truncate_block for the last bit of the
4180  * truncate.
4181  */
4182 #define NEED_TRUNCATE_BLOCK 1
4183
4184 /*
4185  * this can truncate away extent items, csum items and directory items.
4186  * It starts at a high offset and removes keys until it can't find
4187  * any higher than new_size
4188  *
4189  * csum items that cross the new i_size are truncated to the new size
4190  * as well.
4191  *
4192  * min_type is the minimum key type to truncate down to.  If set to 0, this
4193  * will kill all the items on this inode, including the INODE_ITEM_KEY.
4194  */
4195 int btrfs_truncate_inode_items(struct btrfs_trans_handle *trans,
4196                                struct btrfs_root *root,
4197                                struct inode *inode,
4198                                u64 new_size, u32 min_type)
4199 {
4200         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4201         struct btrfs_path *path;
4202         struct extent_buffer *leaf;
4203         struct btrfs_file_extent_item *fi;
4204         struct btrfs_key key;
4205         struct btrfs_key found_key;
4206         u64 extent_start = 0;
4207         u64 extent_num_bytes = 0;
4208         u64 extent_offset = 0;
4209         u64 item_end = 0;
4210         u64 last_size = new_size;
4211         u32 found_type = (u8)-1;
4212         int found_extent;
4213         int del_item;
4214         int pending_del_nr = 0;
4215         int pending_del_slot = 0;
4216         int extent_type = -1;
4217         int ret;
4218         u64 ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
4219         u64 bytes_deleted = 0;
4220         bool be_nice = false;
4221         bool should_throttle = false;
4222         const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
4223         struct extent_state *cached_state = NULL;
4224
4225         BUG_ON(new_size > 0 && min_type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
4226
4227         /*
4228          * For non-free space inodes and non-shareable roots, we want to back
4229          * off from time to time.  This means all inodes in subvolume roots,
4230          * reloc roots, and data reloc roots.
4231          */
4232         if (!btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode)) &&
4233             test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE, &root->state))
4234                 be_nice = true;
4235
4236         path = btrfs_alloc_path();
4237         if (!path)
4238                 return -ENOMEM;
4239         path->reada = READA_BACK;
4240
4241         if (root->root_key.objectid != BTRFS_TREE_LOG_OBJECTID) {
4242                 lock_extent_bits(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start, (u64)-1,
4243                                  &cached_state);
4244
4245                 /*
4246                  * We want to drop from the next block forward in case this
4247                  * new size is not block aligned since we will be keeping the
4248                  * last block of the extent just the way it is.
4249                  */
4250                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), ALIGN(new_size,
4251                                         fs_info->sectorsize),
4252                                         (u64)-1, 0);
4253         }
4254
4255         /*
4256          * This function is also used to drop the items in the log tree before
4257          * we relog the inode, so if root != BTRFS_I(inode)->root, it means
4258          * it is used to drop the logged items. So we shouldn't kill the delayed
4259          * items.
4260          */
4261         if (min_type == 0 && root == BTRFS_I(inode)->root)
4262                 btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
4263
4264         key.objectid = ino;
4265         key.offset = (u64)-1;
4266         key.type = (u8)-1;
4267
4268 search_again:
4269         /*
4270          * with a 16K leaf size and 128MB extents, you can actually queue
4271          * up a huge file in a single leaf.  Most of the time that
4272          * bytes_deleted is > 0, it will be huge by the time we get here
4273          */
4274         if (be_nice && bytes_deleted > SZ_32M &&
4275             btrfs_should_end_transaction(trans)) {
4276                 ret = -EAGAIN;
4277                 goto out;
4278         }
4279
4280         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
4281         if (ret < 0)
4282                 goto out;
4283
4284         if (ret > 0) {
4285                 ret = 0;
4286                 /* there are no items in the tree for us to truncate, we're
4287                  * done
4288                  */
4289                 if (path->slots[0] == 0)
4290                         goto out;
4291                 path->slots[0]--;
4292         }
4293
4294         while (1) {
4295                 u64 clear_start = 0, clear_len = 0;
4296
4297                 fi = NULL;
4298                 leaf = path->nodes[0];
4299                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
4300                 found_type = found_key.type;
4301
4302                 if (found_key.objectid != ino)
4303                         break;
4304
4305                 if (found_type < min_type)
4306                         break;
4307
4308                 item_end = found_key.offset;
4309                 if (found_type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
4310                         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4311                                             struct btrfs_file_extent_item);
4312                         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
4313                         if (extent_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
4314                                 item_end +=
4315                                     btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
4316
4317                                 trace_btrfs_truncate_show_fi_regular(
4318                                         BTRFS_I(inode), leaf, fi,
4319                                         found_key.offset);
4320                         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
4321                                 item_end += btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf,
4322                                                                         fi);
4323
4324                                 trace_btrfs_truncate_show_fi_inline(
4325                                         BTRFS_I(inode), leaf, fi, path->slots[0],
4326                                         found_key.offset);
4327                         }
4328                         item_end--;
4329                 }
4330                 if (found_type > min_type) {
4331                         del_item = 1;
4332                 } else {
4333                         if (item_end < new_size)
4334                                 break;
4335                         if (found_key.offset >= new_size)
4336                                 del_item = 1;
4337                         else
4338                                 del_item = 0;
4339                 }
4340                 found_extent = 0;
4341                 /* FIXME, shrink the extent if the ref count is only 1 */
4342                 if (found_type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
4343                         goto delete;
4344
4345                 if (extent_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
4346                         u64 num_dec;
4347
4348                         clear_start = found_key.offset;
4349                         extent_start = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
4350                         if (!del_item) {
4351                                 u64 orig_num_bytes =
4352                                         btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
4353                                 extent_num_bytes = ALIGN(new_size -
4354                                                 found_key.offset,
4355                                                 fs_info->sectorsize);
4356                                 clear_start = ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize);
4357                                 btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
4358                                                          extent_num_bytes);
4359                                 num_dec = (orig_num_bytes -
4360                                            extent_num_bytes);
4361                                 if (test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE,
4362                                              &root->state) &&
4363                                     extent_start != 0)
4364                                         inode_sub_bytes(inode, num_dec);
4365                                 btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4366                         } else {
4367                                 extent_num_bytes =
4368                                         btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf,
4369                                                                          fi);
4370                                 extent_offset = found_key.offset -
4371                                         btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
4372
4373                                 /* FIXME blocksize != 4096 */
4374                                 num_dec = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
4375                                 if (extent_start != 0) {
4376                                         found_extent = 1;
4377                                         if (test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE,
4378                                                      &root->state))
4379                                                 inode_sub_bytes(inode, num_dec);
4380                                 }
4381                         }
4382                         clear_len = num_dec;
4383                 } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
4384                         /*
4385                          * we can't truncate inline items that have had
4386                          * special encodings
4387                          */
4388                         if (!del_item &&
4389                             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) == 0 &&
4390                             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi) == 0 &&
4391                             btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) == 0) {
4392                                 u32 size = (u32)(new_size - found_key.offset);
4393
4394                                 btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, fi, size);
4395                                 size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(size);
4396                                 btrfs_truncate_item(path, size, 1);
4397                         } else if (!del_item) {
4398                                 /*
4399                                  * We have to bail so the last_size is set to
4400                                  * just before this extent.
4401                                  */
4402                                 ret = NEED_TRUNCATE_BLOCK;
4403                                 break;
4404                         } else {
4405                                 /*
4406                                  * Inline extents are special, we just treat
4407                                  * them as a full sector worth in the file
4408                                  * extent tree just for simplicity sake.
4409                                  */
4410                                 clear_len = fs_info->sectorsize;
4411                         }
4412
4413                         if (test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE, &root->state))
4414                                 inode_sub_bytes(inode, item_end + 1 - new_size);
4415                 }
4416 delete:
4417                 /*
4418                  * We use btrfs_truncate_inode_items() to clean up log trees for
4419                  * multiple fsyncs, and in this case we don't want to clear the
4420                  * file extent range because it's just the log.
4421                  */
4422                 if (root == BTRFS_I(inode)->root) {
4423                         ret = btrfs_inode_clear_file_extent_range(BTRFS_I(inode),
4424                                                   clear_start, clear_len);
4425                         if (ret) {
4426                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4427                                 break;
4428                         }
4429                 }
4430
4431                 if (del_item)
4432                         last_size = found_key.offset;
4433                 else
4434                         last_size = new_size;
4435                 if (del_item) {
4436                         if (!pending_del_nr) {
4437                                 /* no pending yet, add ourselves */
4438                                 pending_del_slot = path->slots[0];
4439                                 pending_del_nr = 1;
4440                         } else if (pending_del_nr &&
4441                                    path->slots[0] + 1 == pending_del_slot) {
4442                                 /* hop on the pending chunk */
4443                                 pending_del_nr++;
4444                                 pending_del_slot = path->slots[0];
4445                         } else {
4446                                 BUG();
4447                         }
4448                 } else {
4449                         break;
4450                 }
4451                 should_throttle = false;
4452
4453                 if (found_extent &&
4454                     root->root_key.objectid != BTRFS_TREE_LOG_OBJECTID) {
4455                         struct btrfs_ref ref = { 0 };
4456
4457                         bytes_deleted += extent_num_bytes;
4458
4459                         btrfs_init_generic_ref(&ref, BTRFS_DROP_DELAYED_REF,
4460                                         extent_start, extent_num_bytes, 0);
4461                         ref.real_root = root->root_key.objectid;
4462                         btrfs_init_data_ref(&ref, btrfs_header_owner(leaf),
4463                                         ino, extent_offset);
4464                         ret = btrfs_free_extent(trans, &ref);
4465                         if (ret) {
4466                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4467                                 break;
4468                         }
4469                         if (be_nice) {
4470                                 if (btrfs_should_throttle_delayed_refs(trans))
4471                                         should_throttle = true;
4472                         }
4473                 }
4474
4475                 if (found_type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY)
4476                         break;
4477
4478                 if (path->slots[0] == 0 ||
4479                     path->slots[0] != pending_del_slot ||
4480                     should_throttle) {
4481                         if (pending_del_nr) {
4482                                 ret = btrfs_del_items(trans, root, path,
4483                                                 pending_del_slot,
4484                                                 pending_del_nr);
4485                                 if (ret) {
4486                                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4487                                         break;
4488                                 }
4489                                 pending_del_nr = 0;
4490                         }
4491                         btrfs_release_path(path);
4492
4493                         /*
4494                          * We can generate a lot of delayed refs, so we need to
4495                          * throttle every once and a while and make sure we're
4496                          * adding enough space to keep up with the work we are
4497                          * generating.  Since we hold a transaction here we
4498                          * can't flush, and we don't want to FLUSH_LIMIT because
4499                          * we could have generated too many delayed refs to
4500                          * actually allocate, so just bail if we're short and
4501                          * let the normal reservation dance happen higher up.
4502                          */
4503                         if (should_throttle) {
4504                                 ret = btrfs_delayed_refs_rsv_refill(fs_info,
4505                                                         BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH);
4506                                 if (ret) {
4507                                         ret = -EAGAIN;
4508                                         break;
4509                                 }
4510                         }
4511                         goto search_again;
4512                 } else {
4513                         path->slots[0]--;
4514                 }
4515         }
4516 out:
4517         if (ret >= 0 && pending_del_nr) {
4518                 int err;
4519
4520                 err = btrfs_del_items(trans, root, path, pending_del_slot,
4521                                       pending_del_nr);
4522                 if (err) {
4523                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
4524                         ret = err;
4525                 }
4526         }
4527         if (root->root_key.objectid != BTRFS_TREE_LOG_OBJECTID) {
4528                 ASSERT(last_size >= new_size);
4529                 if (!ret && last_size > new_size)
4530                         last_size = new_size;
4531                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, last_size);
4532                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start,
4533                                      (u64)-1, &cached_state);
4534         }
4535
4536         btrfs_free_path(path);
4537         return ret;
4538 }
4539
4540 /*
4541  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4542  * @inode - inode that we're zeroing
4543  * @from - the offset to start zeroing
4544  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4545  *      offset
4546  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4547  *
4548  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4549  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4550  */
4551 int btrfs_truncate_block(struct inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4552                         int front)
4553 {
4554         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
4555         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
4556         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
4557         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4558         struct extent_state *cached_state = NULL;
4559         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4560         char *kaddr;
4561         bool only_release_metadata = false;
4562         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4563         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4564         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4565         struct page *page;
4566         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4567         size_t write_bytes = blocksize;
4568         int ret = 0;
4569         u64 block_start;
4570         u64 block_end;
4571
4572         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4573             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4574                 goto out;
4575
4576         block_start = round_down(from, blocksize);
4577         block_end = block_start + blocksize - 1;
4578
4579         ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
4580                                           block_start, blocksize);
4581         if (ret < 0) {
4582                 if (btrfs_check_nocow_lock(BTRFS_I(inode), block_start,
4583                                            &write_bytes) > 0) {
4584                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4585                         only_release_metadata = true;
4586                 } else {
4587                         goto out;
4588                 }
4589         }
4590         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), blocksize);
4591         if (ret < 0) {
4592                 if (!only_release_metadata)
4593                         btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
4594                                         data_reserved, block_start, blocksize);
4595                 goto out;
4596         }
4597 again:
4598         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4599         if (!page) {
4600                 btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved,
4601                                              block_start, blocksize, true);
4602                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), blocksize);
4603                 ret = -ENOMEM;
4604                 goto out;
4605         }
4606
4607         if (!PageUptodate(page)) {
4608                 ret = btrfs_readpage(NULL, page);
4609                 lock_page(page);
4610                 if (page->mapping != mapping) {
4611                         unlock_page(page);
4612                         put_page(page);
4613                         goto again;
4614                 }
4615                 if (!PageUptodate(page)) {
4616                         ret = -EIO;
4617                         goto out_unlock;
4618                 }
4619         }
4620         wait_on_page_writeback(page);
4621
4622         lock_extent_bits(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4623         set_page_extent_mapped(page);
4624
4625         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(BTRFS_I(inode), block_start);
4626         if (ordered) {
4627                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
4628                                      &cached_state);
4629                 unlock_page(page);
4630                 put_page(page);
4631                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
4632                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4633                 goto again;
4634         }
4635
4636         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, block_start, block_end,
4637                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4638                          0, 0, &cached_state);
4639
4640         ret = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), block_start, block_end, 0,
4641                                         &cached_state);
4642         if (ret) {
4643                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
4644                                      &cached_state);
4645                 goto out_unlock;
4646         }
4647
4648         if (offset != blocksize) {
4649                 if (!len)
4650                         len = blocksize - offset;
4651                 kaddr = kmap(page);
4652                 if (front)
4653                         memset(kaddr + (block_start - page_offset(page)),
4654                                 0, offset);
4655                 else
4656                         memset(kaddr + (block_start - page_offset(page)) +  offset,
4657                                 0, len);
4658                 flush_dcache_page(page);
4659                 kunmap(page);
4660         }
4661         ClearPageChecked(page);
4662         set_page_dirty(page);
4663         unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4664
4665         if (only_release_metadata)
4666                 set_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, block_start,
4667                                 block_end, EXTENT_NORESERVE, NULL, NULL,
4668                                 GFP_NOFS);
4669
4670 out_unlock:
4671         if (ret) {
4672                 if (only_release_metadata)
4673                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
4674                                         blocksize, true);
4675                 else
4676                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved,
4677                                         block_start, blocksize, true);
4678         }
4679         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), blocksize);
4680         unlock_page(page);
4681         put_page(page);
4682 out:
4683         if (only_release_metadata)
4684                 btrfs_check_nocow_unlock(BTRFS_I(inode));
4685         extent_changeset_free(data_reserved);
4686         return ret;
4687 }
4688
4689 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct inode *inode,
4690                              u64 offset, u64 len)
4691 {
4692         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
4693         struct btrfs_trans_handle *trans;
4694         int ret;
4695
4696         /*
4697          * Still need to make sure the inode looks like it's been updated so
4698          * that any holes get logged if we fsync.
4699          */
4700         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES)) {
4701                 BTRFS_I(inode)->last_trans = fs_info->generation;
4702                 BTRFS_I(inode)->last_sub_trans = root->log_transid;
4703                 BTRFS_I(inode)->last_log_commit = root->last_log_commit;
4704                 return 0;
4705         }
4706
4707         /*
4708          * 1 - for the one we're dropping
4709          * 1 - for the one we're adding
4710          * 1 - for updating the inode.
4711          */
4712         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4713         if (IS_ERR(trans))
4714                 return PTR_ERR(trans);
4715
4716         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, offset, offset + len, 1);
4717         if (ret) {
4718                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4719                 btrfs_end_transaction(trans);
4720                 return ret;
4721         }
4722
4723         ret = btrfs_insert_file_extent(trans, root, btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
4724                         offset, 0, 0, len, 0, len, 0, 0, 0);
4725         if (ret)
4726                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4727         else
4728                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4729         btrfs_end_transaction(trans);
4730         return ret;
4731 }
4732
4733 /*
4734  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4735  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4736  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4737  * the range between oldsize and size
4738  */
4739 int btrfs_cont_expand(struct inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4740 {
4741         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
4742         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
4743         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
4744         struct extent_map *em = NULL;
4745         struct extent_state *cached_state = NULL;
4746         struct extent_map_tree *em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
4747         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4748         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4749         u64 last_byte;
4750         u64 cur_offset;
4751         u64 hole_size;
4752         int err = 0;
4753
4754         /*
4755          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4756          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4757          * expose stale data.
4758          */
4759         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4760         if (err)
4761                 return err;
4762
4763         if (size <= hole_start)
4764                 return 0;
4765
4766         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(BTRFS_I(inode), hole_start,
4767                                            block_end - 1, &cached_state);
4768         cur_offset = hole_start;
4769         while (1) {
4770                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, cur_offset,
4771                                       block_end - cur_offset);
4772                 if (IS_ERR(em)) {
4773                         err = PTR_ERR(em);
4774                         em = NULL;
4775                         break;
4776                 }
4777                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4778                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4779                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4780
4781                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
4782                         struct extent_map *hole_em;
4783
4784                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
4785                                                 hole_size);
4786                         if (err)
4787                                 break;
4788
4789                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode),
4790                                                         cur_offset, hole_size);
4791                         if (err)
4792                                 break;
4793
4794                         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
4795                                                 cur_offset + hole_size - 1, 0);
4796                         hole_em = alloc_extent_map();
4797                         if (!hole_em) {
4798                                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
4799                                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
4800                                 goto next;
4801                         }
4802                         hole_em->start = cur_offset;
4803                         hole_em->len = hole_size;
4804                         hole_em->orig_start = cur_offset;
4805
4806                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
4807                         hole_em->block_len = 0;
4808                         hole_em->orig_block_len = 0;
4809                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4810                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
4811                         hole_em->generation = fs_info->generation;
4812
4813                         while (1) {
4814                                 write_lock(&em_tree->lock);
4815                                 err = add_extent_mapping(em_tree, hole_em, 1);
4816                                 write_unlock(&em_tree->lock);
4817                                 if (err != -EEXIST)
4818                                         break;
4819                                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode),
4820                                                         cur_offset,
4821                                                         cur_offset +
4822                                                         hole_size - 1, 0);
4823                         }
4824                         free_extent_map(hole_em);
4825                 } else {
4826                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode),
4827                                                         cur_offset, hole_size);
4828                         if (err)
4829                                 break;
4830                 }
4831 next:
4832                 free_extent_map(em);
4833                 em = NULL;
4834                 cur_offset = last_byte;
4835                 if (cur_offset >= block_end)
4836                         break;
4837         }
4838         free_extent_map(em);
4839         unlock_extent_cached(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
4840         return err;
4841 }
4842
4843 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
4844 {
4845         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
4846         struct btrfs_trans_handle *trans;
4847         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
4848         loff_t newsize = attr->ia_size;
4849         int mask = attr->ia_valid;
4850         int ret;
4851
4852         /*
4853          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
4854          * special case where we need to update the times despite not having
4855          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
4856          * explicitly if it wants a timestamp update.
4857          */
4858         if (newsize != oldsize) {
4859                 inode_inc_iversion(inode);
4860                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME)))
4861                         inode->i_ctime = inode->i_mtime =
4862                                 current_time(inode);
4863         }
4864
4865         if (newsize > oldsize) {
4866                 /*
4867                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
4868                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
4869                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
4870                  * truncation, it must capture all writes that happened before
4871                  * this truncation.
4872                  */
4873                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
4874                 ret = btrfs_cont_expand(inode, oldsize, newsize);
4875                 if (ret) {
4876                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4877                         return ret;
4878                 }
4879
4880                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
4881                 if (IS_ERR(trans)) {
4882                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4883                         return PTR_ERR(trans);
4884                 }
4885
4886                 i_size_write(inode, newsize);
4887                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
4888                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
4889                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4890                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4891                 btrfs_end_transaction(trans);
4892         } else {
4893
4894                 /*
4895                  * We're truncating a file that used to have good data down to
4896                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
4897                  * on close.
4898                  */
4899                 if (newsize == 0)
4900                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
4901                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
4902
4903                 truncate_setsize(inode, newsize);
4904
4905                 inode_dio_wait(inode);
4906
4907                 ret = btrfs_truncate(inode, newsize == oldsize);
4908                 if (ret && inode->i_nlink) {
4909                         int err;
4910
4911                         /*
4912                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
4913                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
4914                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
4915                          * in-memory size to match.
4916                          */
4917                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
4918                         if (err)
4919                                 return err;
4920                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4921                 }
4922         }
4923
4924         return ret;
4925 }
4926
4927 static int btrfs_setattr(struct dentry *dentry, struct iattr *attr)
4928 {
4929         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4930         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
4931         int err;
4932
4933         if (btrfs_root_readonly(root))
4934                 return -EROFS;
4935
4936         err = setattr_prepare(dentry, attr);
4937         if (err)
4938                 return err;
4939
4940         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
4941                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
4942                 if (err)
4943                         return err;
4944         }
4945
4946         if (attr->ia_valid) {
4947                 setattr_copy(inode, attr);
4948                 inode_inc_iversion(inode);
4949                 err = btrfs_dirty_inode(inode);
4950
4951                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
4952                         err = posix_acl_chmod(inode, inode->i_mode);
4953         }
4954
4955         return err;
4956 }
4957
4958 /*
4959  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS calling
4960  * btrfs_invalidatepage() against each page of the inode. This is slow because
4961  * the calls to btrfs_invalidatepage() result in a huge amount of calls to
4962  * lock_extent_bits() and clear_extent_bit(), which keep merging and splitting
4963  * extent_state structures over and over, wasting lots of time.
4964  *
4965  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidatepage() skip all
4966  * those expensive operations on a per page basis and do only the ordered io
4967  * finishing, while we release here the extent_map and extent_state structures,
4968  * without the excessive merging and splitting.
4969  */
4970 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
4971 {
4972         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
4973         struct extent_map_tree *map_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
4974         struct rb_node *node;
4975
4976         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
4977         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
4978
4979         write_lock(&map_tree->lock);
4980         while (!RB_EMPTY_ROOT(&map_tree->map.rb_root)) {
4981                 struct extent_map *em;
4982
4983                 node = rb_first_cached(&map_tree->map);
4984                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
4985                 clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
4986                 clear_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags);
4987                 remove_extent_mapping(map_tree, em);
4988                 free_extent_map(em);
4989                 if (need_resched()) {
4990                         write_unlock(&map_tree->lock);
4991                         cond_resched();
4992                         write_lock(&map_tree->lock);
4993                 }
4994         }
4995         write_unlock(&map_tree->lock);
4996
4997         /*
4998          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
4999          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5000          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5001          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5002          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5003          * ranges can still be locked and eviction started because before
5004          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5005          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5006          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5007          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5008          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5009          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5010          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5011          * use-after-free issue.
5012          */
5013         spin_lock(&io_tree->lock);
5014         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5015                 struct extent_state *state;
5016                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5017                 u64 start;
5018                 u64 end;
5019                 unsigned state_flags;
5020
5021                 node = rb_first(&io_tree->state);
5022                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5023                 start = state->start;
5024                 end = state->end;
5025                 state_flags = state->state;
5026                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5027
5028                 lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
5029
5030                 /*
5031                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5032                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5033                  * So we need to free its reserved space here.
5034                  * (Refer to comment in btrfs_invalidatepage, case 2)
5035                  *
5036                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5037                  */
5038                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5039                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5040                                                end - start + 1);
5041
5042                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5043                                  EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
5044                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1, 1,
5045                                  &cached_state);
5046
5047                 cond_resched();
5048                 spin_lock(&io_tree->lock);
5049         }
5050         spin_unlock(&io_tree->lock);
5051 }
5052
5053 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5054                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5055 {
5056         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5057         struct btrfs_block_rsv *global_rsv = &fs_info->global_block_rsv;
5058         struct btrfs_trans_handle *trans;
5059         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
5060         int ret;
5061
5062         /*
5063          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5064          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5065          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5066          *
5067          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5068          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5069          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5070          * delayed refs activity by truncating.
5071          *
5072          * If we cannot make our reservation we'll attempt to steal from the
5073          * global reserve, because we really want to be able to free up space.
5074          */
5075         ret = btrfs_block_rsv_refill(root, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5076                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5077         if (ret) {
5078                 /*
5079                  * Try to steal from the global reserve if there is space for
5080                  * it.
5081                  */
5082                 if (btrfs_check_space_for_delayed_refs(fs_info) ||
5083                     btrfs_block_rsv_migrate(global_rsv, rsv, rsv->size, 0)) {
5084                         btrfs_warn(fs_info,
5085                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5086                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5087                 }
5088                 delayed_refs_extra = 0;
5089         }
5090
5091         trans = btrfs_join_transaction(root);
5092         if (IS_ERR(trans))
5093                 return trans;
5094
5095         if (delayed_refs_extra) {
5096                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5097                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5098                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5099                                         delayed_refs_extra, 1);
5100         }
5101         return trans;
5102 }
5103
5104 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5105 {
5106         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5107         struct btrfs_trans_handle *trans;
5108         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5109         struct btrfs_block_rsv *rsv;
5110         int ret;
5111
5112         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5113
5114         if (!root) {
5115                 clear_inode(inode);
5116                 return;
5117         }
5118
5119         evict_inode_truncate_pages(inode);
5120
5121         if (inode->i_nlink &&
5122             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5123               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5124              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5125                 goto no_delete;
5126
5127         if (is_bad_inode(inode))
5128                 goto no_delete;
5129
5130         btrfs_free_io_failure_record(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1);
5131
5132         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5133                 goto no_delete;
5134
5135         if (inode->i_nlink > 0) {
5136                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5137                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5138                 goto no_delete;
5139         }
5140
5141         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5142         if (ret)
5143                 goto no_delete;
5144
5145         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5146         if (!rsv)
5147                 goto no_delete;
5148         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5149         rsv->failfast = 1;
5150
5151         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5152
5153         while (1) {
5154                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5155                 if (IS_ERR(trans))
5156                         goto free_rsv;
5157
5158                 trans->block_rsv = rsv;
5159
5160                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, inode, 0, 0);
5161                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5162                 btrfs_end_transaction(trans);
5163                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
5164                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5165                         goto free_rsv;
5166                 else if (!ret)
5167                         break;
5168         }
5169
5170         /*
5171          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5172          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5173          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5174          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5175          *
5176          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5177          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5178          */
5179         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5180         if (!IS_ERR(trans)) {
5181                 trans->block_rsv = rsv;
5182                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5183                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5184                 btrfs_end_transaction(trans);
5185         }
5186
5187         if (!(root == fs_info->tree_root ||
5188               root->root_key.objectid == BTRFS_TREE_RELOC_OBJECTID))
5189                 btrfs_return_ino(root, btrfs_ino(BTRFS_I(inode)));
5190
5191 free_rsv:
5192         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5193 no_delete:
5194         /*
5195          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5196          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5197          * to retry these periodically in the future.
5198          */
5199         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5200         clear_inode(inode);
5201 }
5202
5203 /*
5204  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5205  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5206  *
5207  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5208  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5209  */
5210 static int btrfs_inode_by_name(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5211                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5212 {
5213         const char *name = dentry->d_name.name;
5214         int namelen = dentry->d_name.len;
5215         struct btrfs_dir_item *di;
5216         struct btrfs_path *path;
5217         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5218         int ret = 0;
5219
5220         path = btrfs_alloc_path();
5221         if (!path)
5222                 return -ENOMEM;
5223
5224         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5225                         name, namelen, 0);
5226         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5227                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5228                 goto out;
5229         }
5230
5231         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5232         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5233             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5234                 ret = -EUCLEAN;
5235                 btrfs_warn(root->fs_info,
5236 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5237                            __func__, name, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5238                            location->objectid, location->type, location->offset);
5239         }
5240         if (!ret)
5241                 *type = btrfs_dir_type(path->nodes[0], di);
5242 out:
5243         btrfs_free_path(path);
5244         return ret;
5245 }
5246
5247 /*
5248  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5249  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5250  * is kind of like crossing a mount point.
5251  */
5252 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5253                                     struct inode *dir,
5254                                     struct dentry *dentry,
5255                                     struct btrfs_key *location,
5256                                     struct btrfs_root **sub_root)
5257 {
5258         struct btrfs_path *path;
5259         struct btrfs_root *new_root;
5260         struct btrfs_root_ref *ref;
5261         struct extent_buffer *leaf;
5262         struct btrfs_key key;
5263         int ret;
5264         int err = 0;
5265
5266         path = btrfs_alloc_path();
5267         if (!path) {
5268                 err = -ENOMEM;
5269                 goto out;
5270         }
5271
5272         err = -ENOENT;
5273         key.objectid = BTRFS_I(dir)->root->root_key.objectid;
5274         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5275         key.offset = location->objectid;
5276
5277         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5278         if (ret) {
5279                 if (ret < 0)
5280                         err = ret;
5281                 goto out;
5282         }
5283
5284         leaf = path->nodes[0];
5285         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5286         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(BTRFS_I(dir)) ||
5287             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != dentry->d_name.len)
5288                 goto out;
5289
5290         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, dentry->d_name.name,
5291                                    (unsigned long)(ref + 1),
5292                                    dentry->d_name.len);
5293         if (ret)
5294                 goto out;
5295
5296         btrfs_release_path(path);
5297
5298         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5299         if (IS_ERR(new_root)) {
5300                 err = PTR_ERR(new_root);
5301                 goto out;
5302         }
5303
5304         *sub_root = new_root;
5305         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5306         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5307         location->offset = 0;
5308         err = 0;
5309 out:
5310         btrfs_free_path(path);
5311         return err;
5312 }
5313
5314 static void inode_tree_add(struct inode *inode)
5315 {
5316         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5317         struct btrfs_inode *entry;
5318         struct rb_node **p;
5319         struct rb_node *parent;
5320         struct rb_node *new = &BTRFS_I(inode)->rb_node;
5321         u64 ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5322
5323         if (inode_unhashed(inode))
5324                 return;
5325         parent = NULL;
5326         spin_lock(&root->inode_lock);
5327         p = &root->inode_tree.rb_node;
5328         while (*p) {
5329                 parent = *p;
5330                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5331
5332                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5333                         p = &parent->rb_left;
5334                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5335                         p = &parent->rb_right;
5336                 else {
5337                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5338                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5339                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5340                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5341                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5342                         return;
5343                 }
5344         }
5345         rb_link_node(new, parent, p);
5346         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5347         spin_unlock(&root->inode_lock);
5348 }
5349
5350 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5351 {
5352         struct btrfs_root *root = inode->root;
5353         int empty = 0;
5354
5355         spin_lock(&root->inode_lock);
5356         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5357                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5358                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5359                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5360         }
5361         spin_unlock(&root->inode_lock);
5362
5363         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5364                 spin_lock(&root->inode_lock);
5365                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5366                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5367                 if (empty)
5368                         btrfs_add_dead_root(root);
5369         }
5370 }
5371
5372
5373 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5374 {
5375         struct btrfs_iget_args *args = p;
5376
5377         inode->i_ino = args->ino;
5378         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5379         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5380         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5381         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5382         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5383         return 0;
5384 }
5385
5386 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5387 {
5388         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5389
5390         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5391                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5392 }
5393
5394 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5395                                        struct btrfs_root *root)
5396 {
5397         struct inode *inode;
5398         struct btrfs_iget_args args;
5399         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5400
5401         args.ino = ino;
5402         args.root = root;
5403
5404         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5405                              btrfs_init_locked_inode,
5406                              (void *)&args);
5407         return inode;
5408 }
5409
5410 /*
5411  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5412  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5413  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5414  * later.
5415  */
5416 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5417                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5418 {
5419         struct inode *inode;
5420
5421         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5422         if (!inode)
5423                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5424
5425         if (inode->i_state & I_NEW) {
5426                 int ret;
5427
5428                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5429                 if (!ret) {
5430                         inode_tree_add(inode);
5431                         unlock_new_inode(inode);
5432                 } else {
5433                         iget_failed(inode);
5434                         /*
5435                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5436                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5437                          * was not found.
5438                          */
5439                         if (ret > 0)
5440                                 ret = -ENOENT;
5441                         inode = ERR_PTR(ret);
5442                 }
5443         }
5444
5445         return inode;
5446 }
5447
5448 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5449 {
5450         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5451 }
5452
5453 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5454                                     struct btrfs_key *key,
5455                                     struct btrfs_root *root)
5456 {
5457         struct inode *inode = new_inode(s);
5458
5459         if (!inode)
5460                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5461
5462         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5463         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5464         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5465
5466         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5467         /*
5468          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5469          * associated with the dentry
5470          */
5471         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5472         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5473         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5474         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5475         inode->i_mtime = current_time(inode);
5476         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5477         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5478         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5479
5480         return inode;
5481 }
5482
5483 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5484 {
5485         /*
5486          * Compile-time asserts that generic FT_* types still match
5487          * BTRFS_FT_* types
5488          */
5489         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_UNKNOWN != FT_UNKNOWN);
5490         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_REG_FILE != FT_REG_FILE);
5491         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_DIR != FT_DIR);
5492         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_CHRDEV != FT_CHRDEV);
5493         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_BLKDEV != FT_BLKDEV);
5494         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_FIFO != FT_FIFO);
5495         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_SOCK != FT_SOCK);
5496         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_SYMLINK != FT_SYMLINK);
5497
5498         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5499 }
5500
5501 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5502 {
5503         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5504         struct inode *inode;
5505         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5506         struct btrfs_root *sub_root = root;
5507         struct btrfs_key location;
5508         u8 di_type = 0;
5509         int ret = 0;
5510
5511         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5512                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5513
5514         ret = btrfs_inode_by_name(dir, dentry, &location, &di_type);
5515         if (ret < 0)
5516                 return ERR_PTR(ret);
5517
5518         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5519                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5520                 if (IS_ERR(inode))
5521                         return inode;
5522
5523                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5524                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5525                         btrfs_crit(fs_info,
5526 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5527                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5528                                   di_type);
5529                         iput(inode);
5530                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5531                 }
5532                 return inode;
5533         }
5534
5535         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, dir, dentry,
5536                                        &location, &sub_root);
5537         if (ret < 0) {
5538                 if (ret != -ENOENT)
5539                         inode = ERR_PTR(ret);
5540                 else
5541                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, sub_root);
5542         } else {
5543                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5544         }
5545         if (root != sub_root)
5546                 btrfs_put_root(sub_root);
5547
5548         if (!IS_ERR(inode) && root != sub_root) {
5549                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5550                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5551                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5552                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5553                 if (ret) {
5554                         iput(inode);
5555                         inode = ERR_PTR(ret);
5556                 }
5557         }
5558
5559         return inode;
5560 }
5561
5562 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5563 {
5564         struct btrfs_root *root;
5565         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5566
5567         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5568                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5569
5570         if (inode) {
5571                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5572                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5573                         return 1;
5574
5575                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5576                         return 1;
5577         }
5578         return 0;
5579 }
5580
5581 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5582                                    unsigned int flags)
5583 {
5584         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5585
5586         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5587                 inode = NULL;
5588         return d_splice_alias(inode, dentry);
5589 }
5590
5591 /*
5592  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5593  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5594  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5595  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5596  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5597  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5598  * tree lock.
5599  */
5600 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5601 {
5602         struct btrfs_file_private *private;
5603
5604         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5605         if (!private)
5606                 return -ENOMEM;
5607         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5608         if (!private->filldir_buf) {
5609                 kfree(private);
5610                 return -ENOMEM;
5611         }
5612         file->private_data = private;
5613         return 0;
5614 }
5615
5616 struct dir_entry {
5617         u64 ino;
5618         u64 offset;
5619         unsigned type;
5620         int name_len;
5621 };
5622
5623 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5624 {
5625         while (entries--) {
5626                 struct dir_entry *entry = addr;
5627                 char *name = (char *)(entry + 1);
5628
5629                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5630                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5631                                          get_unaligned(&entry->ino),
5632                                          get_unaligned(&entry->type)))
5633                         return 1;
5634                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5635                         get_unaligned(&entry->name_len);
5636                 ctx->pos++;
5637         }
5638         return 0;
5639 }
5640
5641 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5642 {
5643         struct inode *inode = file_inode(file);
5644         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5645         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5646         struct btrfs_dir_item *di;
5647         struct btrfs_key key;
5648         struct btrfs_key found_key;
5649         struct btrfs_path *path;
5650         void *addr;
5651         struct list_head ins_list;
5652         struct list_head del_list;
5653         int ret;
5654         struct extent_buffer *leaf;
5655         int slot;
5656         char *name_ptr;
5657         int name_len;
5658         int entries = 0;
5659         int total_len = 0;
5660         bool put = false;
5661         struct btrfs_key location;
5662
5663         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5664                 return 0;
5665
5666         path = btrfs_alloc_path();
5667         if (!path)
5668                 return -ENOMEM;
5669
5670         addr = private->filldir_buf;
5671         path->reada = READA_FORWARD;
5672
5673         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5674         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5675         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5676
5677 again:
5678         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5679         key.offset = ctx->pos;
5680         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5681
5682         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5683         if (ret < 0)
5684                 goto err;
5685
5686         while (1) {
5687                 struct dir_entry *entry;
5688
5689                 leaf = path->nodes[0];
5690                 slot = path->slots[0];
5691                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
5692                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
5693                         if (ret < 0)
5694                                 goto err;
5695                         else if (ret > 0)
5696                                 break;
5697                         continue;
5698                 }
5699
5700                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
5701
5702                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5703                         break;
5704                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5705                         break;
5706                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5707                         goto next;
5708                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5709                         goto next;
5710                 di = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dir_item);
5711                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5712                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5713                     PAGE_SIZE) {
5714                         btrfs_release_path(path);
5715                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5716                         if (ret)
5717                                 goto nopos;
5718                         addr = private->filldir_buf;
5719                         entries = 0;
5720                         total_len = 0;
5721                         goto again;
5722                 }
5723
5724                 entry = addr;
5725                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5726                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5727                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr, (unsigned long)(di + 1),
5728                                    name_len);
5729                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(btrfs_dir_type(leaf, di)),
5730                                 &entry->type);
5731                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5732                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5733                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5734                 entries++;
5735                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5736                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5737 next:
5738                 path->slots[0]++;
5739         }
5740         btrfs_release_path(path);
5741
5742         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5743         if (ret)
5744                 goto nopos;
5745
5746         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5747         if (ret)
5748                 goto nopos;
5749
5750         /*
5751          * Stop new entries from being returned after we return the last
5752          * entry.
5753          *
5754          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5755          * offset.  This means that new entries created during readdir
5756          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5757          * This has broken buggy programs which operate on names as
5758          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5759          * we have this hack to stop new entries from being returned
5760          * under the assumption that they'll never reach this huge
5761          * offset.
5762          *
5763          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5764          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5765          * in the past.
5766          */
5767         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5768                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5769         else
5770                 ctx->pos = INT_MAX;
5771 nopos:
5772         ret = 0;
5773 err:
5774         if (put)
5775                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5776         btrfs_free_path(path);
5777         return ret;
5778 }
5779
5780 /*
5781  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
5782  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
5783  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
5784  * to keep or drop this code.
5785  */
5786 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode)
5787 {
5788         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5789         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5790         struct btrfs_trans_handle *trans;
5791         int ret;
5792
5793         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
5794                 return 0;
5795
5796         trans = btrfs_join_transaction(root);
5797         if (IS_ERR(trans))
5798                 return PTR_ERR(trans);
5799
5800         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5801         if (ret && ret == -ENOSPC) {
5802                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
5803                 btrfs_end_transaction(trans);
5804                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5805                 if (IS_ERR(trans))
5806                         return PTR_ERR(trans);
5807
5808                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5809         }
5810         btrfs_end_transaction(trans);
5811         if (BTRFS_I(inode)->delayed_node)
5812                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
5813
5814         return ret;
5815 }
5816
5817 /*
5818  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
5819  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
5820  */
5821 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
5822                              int flags)
5823 {
5824         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5825         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
5826
5827         if (btrfs_root_readonly(root))
5828                 return -EROFS;
5829
5830         if (flags & S_VERSION)
5831                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
5832         if (flags & S_CTIME)
5833                 inode->i_ctime = *now;
5834         if (flags & S_MTIME)
5835                 inode->i_mtime = *now;
5836         if (flags & S_ATIME)
5837                 inode->i_atime = *now;
5838         return dirty ? btrfs_dirty_inode(inode) : 0;
5839 }
5840
5841 /*
5842  * find the highest existing sequence number in a directory
5843  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
5844  * free sequence numbers
5845  */
5846 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5847 {
5848         struct btrfs_root *root = inode->root;
5849         struct btrfs_key key, found_key;
5850         struct btrfs_path *path;
5851         struct extent_buffer *leaf;
5852         int ret;
5853
5854         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5855         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5856         key.offset = (u64)-1;
5857
5858         path = btrfs_alloc_path();
5859         if (!path)
5860                 return -ENOMEM;
5861
5862         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5863         if (ret < 0)
5864                 goto out;
5865         /* FIXME: we should be able to handle this */
5866         if (ret == 0)
5867                 goto out;
5868         ret = 0;
5869
5870         /*
5871          * MAGIC NUMBER EXPLANATION:
5872          * since we search a directory based on f_pos we have to start at 2
5873          * since '.' and '..' have f_pos of 0 and 1 respectively, so everybody
5874          * else has to start at 2
5875          */
5876         if (path->slots[0] == 0) {
5877                 inode->index_cnt = 2;
5878                 goto out;
5879         }
5880
5881         path->slots[0]--;
5882
5883         leaf = path->nodes[0];
5884         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5885
5886         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5887             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5888                 inode->index_cnt = 2;
5889                 goto out;
5890         }
5891
5892         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5893 out:
5894         btrfs_free_path(path);
5895         return ret;
5896 }
5897
5898 /*
5899  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
5900  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
5901  */
5902 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5903 {
5904         int ret = 0;
5905
5906         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5907                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5908                 if (ret) {
5909                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5910                         if (ret)
5911                                 return ret;
5912                 }
5913         }
5914
5915         *index = dir->index_cnt;
5916         dir->index_cnt++;
5917
5918         return ret;
5919 }
5920
5921 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
5922 {
5923         struct btrfs_iget_args args;
5924
5925         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
5926         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
5927
5928         return insert_inode_locked4(inode,
5929                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
5930                    btrfs_find_actor, &args);
5931 }
5932
5933 /*
5934  * Inherit flags from the parent inode.
5935  *
5936  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
5937  */
5938 static void btrfs_inherit_iflags(struct inode *inode, struct inode *dir)
5939 {
5940         unsigned int flags;
5941
5942         if (!dir)
5943                 return;
5944
5945         flags = BTRFS_I(dir)->flags;
5946
5947         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
5948                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
5949                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
5950         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
5951                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
5952                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
5953         }
5954
5955         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
5956                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
5957                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
5958                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
5959         }
5960
5961         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
5962 }
5963
5964 static struct inode *btrfs_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
5965                                      struct btrfs_root *root,
5966                                      struct inode *dir,
5967                                      const char *name, int name_len,
5968                                      u64 ref_objectid, u64 objectid,
5969                                      umode_t mode, u64 *index)
5970 {
5971         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5972         struct inode *inode;
5973         struct btrfs_inode_item *inode_item;
5974         struct btrfs_key *location;
5975         struct btrfs_path *path;
5976         struct btrfs_inode_ref *ref;
5977         struct btrfs_key key[2];
5978         u32 sizes[2];
5979         int nitems = name ? 2 : 1;
5980         unsigned long ptr;
5981         unsigned int nofs_flag;
5982         int ret;
5983
5984         path = btrfs_alloc_path();
5985         if (!path)
5986                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5987
5988         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
5989         inode = new_inode(fs_info->sb);
5990         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
5991         if (!inode) {
5992                 btrfs_free_path(path);
5993                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5994         }
5995
5996         /*
5997          * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point,
5998          * we fill in an inode item with the correct link count.
5999          */
6000         if (!name)
6001                 set_nlink(inode, 0);
6002
6003         /*
6004          * we have to initialize this early, so we can reclaim the inode
6005          * number if we fail afterwards in this function.
6006          */
6007         inode->i_ino = objectid;
6008
6009         if (dir && name) {
6010                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6011
6012                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), index);
6013                 if (ret) {
6014                         btrfs_free_path(path);
6015                         iput(inode);
6016                         return ERR_PTR(ret);
6017                 }
6018         } else if (dir) {
6019                 *index = 0;
6020         }
6021         /*
6022          * index_cnt is ignored for everything but a dir,
6023          * btrfs_set_inode_index_count has an explanation for the magic
6024          * number
6025          */
6026         BTRFS_I(inode)->index_cnt = 2;
6027         BTRFS_I(inode)->dir_index = *index;
6028         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
6029         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6030         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6031
6032         /*
6033          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6034          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6035          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6036          * old info in the log.
6037          */
6038         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6039
6040         key[0].objectid = objectid;
6041         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6042         key[0].offset = 0;
6043
6044         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6045
6046         if (name) {
6047                 /*
6048                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6049                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6050                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6051                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6052                  */
6053                 key[1].objectid = objectid;
6054                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6055                 key[1].offset = ref_objectid;
6056
6057                 sizes[1] = name_len + sizeof(*ref);
6058         }
6059
6060         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6061         location->objectid = objectid;
6062         location->offset = 0;
6063         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6064
6065         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6066         if (ret < 0) {
6067                 iput(inode);
6068                 goto fail;
6069         }
6070
6071         path->leave_spinning = 1;
6072         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, key, sizes, nitems);
6073         if (ret != 0)
6074                 goto fail_unlock;
6075
6076         inode_init_owner(inode, dir, mode);
6077         inode_set_bytes(inode, 0);
6078
6079         inode->i_mtime = current_time(inode);
6080         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6081         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6082         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6083
6084         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6085                                   struct btrfs_inode_item);
6086         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6087                              sizeof(*inode_item));
6088         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6089
6090         if (name) {
6091                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6092                                      struct btrfs_inode_ref);
6093                 btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, name_len);
6094                 btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, *index);
6095                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6096                 write_extent_buffer(path->nodes[0], name, ptr, name_len);
6097         }
6098
6099         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6100         btrfs_free_path(path);
6101
6102         btrfs_inherit_iflags(inode, dir);
6103
6104         if (S_ISREG(mode)) {
6105                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6106                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6107                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6108                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6109                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6110         }
6111
6112         inode_tree_add(inode);
6113
6114         trace_btrfs_inode_new(inode);
6115         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6116
6117         btrfs_update_root_times(trans, root);
6118
6119         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6120         if (ret)
6121                 btrfs_err(fs_info,
6122                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6123                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid, ret);
6124
6125         return inode;
6126
6127 fail_unlock:
6128         discard_new_inode(inode);
6129 fail:
6130         if (dir && name)
6131                 BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6132         btrfs_free_path(path);
6133         return ERR_PTR(ret);
6134 }
6135
6136 /*
6137  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6138  * a give name and a given sequence number.
6139  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6140  * inode to the parent directory.
6141  */
6142 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6143                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6144                    const char *name, int name_len, int add_backref, u64 index)
6145 {
6146         int ret = 0;
6147         struct btrfs_key key;
6148         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6149         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6150         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6151
6152         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6153                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6154         } else {
6155                 key.objectid = ino;
6156                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6157                 key.offset = 0;
6158         }
6159
6160         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6161                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6162                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6163                                          index, name, name_len);
6164         } else if (add_backref) {
6165                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
6166                                              parent_ino, index);
6167         }
6168
6169         /* Nothing to clean up yet */
6170         if (ret)
6171                 return ret;
6172
6173         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, name_len, parent_inode, &key,
6174                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6175         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6176                 goto fail_dir_item;
6177         else if (ret) {
6178                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6179                 return ret;
6180         }
6181
6182         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6183                            name_len * 2);
6184         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6185         /*
6186          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6187          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6188          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6189          * values (the ones it had when the fsync was done).
6190          */
6191         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6192                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6193
6194                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6195                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6196         }
6197         ret = btrfs_update_inode(trans, root, &parent_inode->vfs_inode);
6198         if (ret)
6199                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6200         return ret;
6201
6202 fail_dir_item:
6203         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6204                 u64 local_index;
6205                 int err;
6206                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6207                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6208                                          &local_index, name, name_len);
6209                 if (err)
6210                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6211         } else if (add_backref) {
6212                 u64 local_index;
6213                 int err;
6214
6215                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len,
6216                                           ino, parent_ino, &local_index);
6217                 if (err)
6218                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6219         }
6220
6221         /* Return the original error code */
6222         return ret;
6223 }
6224
6225 static int btrfs_add_nondir(struct btrfs_trans_handle *trans,
6226                             struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
6227                             struct btrfs_inode *inode, int backref, u64 index)
6228 {
6229         int err = btrfs_add_link(trans, dir, inode,
6230                                  dentry->d_name.name, dentry->d_name.len,
6231                                  backref, index);
6232         if (err > 0)
6233                 err = -EEXIST;
6234         return err;
6235 }
6236
6237 static int btrfs_mknod(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6238                         umode_t mode, dev_t rdev)
6239 {
6240         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6241         struct btrfs_trans_handle *trans;
6242         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6243         struct inode *inode = NULL;
6244         int err;
6245         u64 objectid;
6246         u64 index = 0;
6247
6248         /*
6249          * 2 for inode item and ref
6250          * 2 for dir items
6251          * 1 for xattr if selinux is on
6252          */
6253         trans = btrfs_start_transaction(root, 5);
6254         if (IS_ERR(trans))
6255                 return PTR_ERR(trans);
6256
6257         err = btrfs_find_free_ino(root, &objectid);
6258         if (err)
6259                 goto out_unlock;
6260
6261         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir, dentry->d_name.name,
6262                         dentry->d_name.len, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)), objectid,
6263                         mode, &index);
6264         if (IS_ERR(inode)) {
6265                 err = PTR_ERR(inode);
6266                 inode = NULL;
6267                 goto out_unlock;
6268         }
6269
6270         /*
6271         * If the active LSM wants to access the inode during
6272         * d_instantiate it needs these. Smack checks to see
6273         * if the filesystem supports xattrs by looking at the
6274         * ops vector.
6275         */
6276         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6277         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6278
6279         err = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir, &dentry->d_name);
6280         if (err)
6281                 goto out_unlock;
6282
6283         err = btrfs_add_nondir(trans, BTRFS_I(dir), dentry, BTRFS_I(inode),
6284                         0, index);
6285         if (err)
6286                 goto out_unlock;
6287
6288         btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6289         d_instantiate_new(dentry, inode);
6290
6291 out_unlock:
6292         btrfs_end_transaction(trans);
6293         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6294         if (err && inode) {
6295                 inode_dec_link_count(inode);
6296                 discard_new_inode(inode);
6297         }
6298         return err;
6299 }
6300
6301 static int btrfs_create(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6302                         umode_t mode, bool excl)
6303 {
6304         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6305         struct btrfs_trans_handle *trans;
6306         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6307         struct inode *inode = NULL;
6308         int err;
6309         u64 objectid;
6310         u64 index = 0;
6311
6312         /*
6313          * 2 for inode item and ref
6314          * 2 for dir items
6315          * 1 for xattr if selinux is on
6316          */
6317         trans = btrfs_start_transaction(root, 5);
6318         if (IS_ERR(trans))
6319                 return PTR_ERR(trans);
6320
6321         err = btrfs_find_free_ino(root, &objectid);
6322         if (err)
6323                 goto out_unlock;
6324
6325         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir, dentry->d_name.name,
6326                         dentry->d_name.len, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)), objectid,
6327                         mode, &index);
6328         if (IS_ERR(inode)) {
6329                 err = PTR_ERR(inode);
6330                 inode = NULL;
6331                 goto out_unlock;
6332         }
6333         /*
6334         * If the active LSM wants to access the inode during
6335         * d_instantiate it needs these. Smack checks to see
6336         * if the filesystem supports xattrs by looking at the
6337         * ops vector.
6338         */
6339         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6340         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6341         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6342
6343         err = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir, &dentry->d_name);
6344         if (err)
6345                 goto out_unlock;
6346
6347         err = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6348         if (err)
6349                 goto out_unlock;
6350
6351         err = btrfs_add_nondir(trans, BTRFS_I(dir), dentry, BTRFS_I(inode),
6352                         0, index);
6353         if (err)
6354                 goto out_unlock;
6355
6356         d_instantiate_new(dentry, inode);
6357
6358 out_unlock:
6359         btrfs_end_transaction(trans);
6360         if (err && inode) {
6361                 inode_dec_link_count(inode);
6362                 discard_new_inode(inode);
6363         }
6364         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6365         return err;
6366 }
6367
6368 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6369                       struct dentry *dentry)
6370 {
6371         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6372         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6373         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6374         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6375         u64 index;
6376         int err;
6377         int drop_inode = 0;
6378
6379         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6380         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6381                 return -EXDEV;
6382
6383         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6384                 return -EMLINK;
6385
6386         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6387         if (err)
6388                 goto fail;
6389
6390         /*
6391          * 2 items for inode and inode ref
6392          * 2 items for dir items
6393          * 1 item for parent inode
6394          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6395          */
6396         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6397         if (IS_ERR(trans)) {
6398                 err = PTR_ERR(trans);
6399                 trans = NULL;
6400                 goto fail;
6401         }
6402
6403         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6404         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6405         inc_nlink(inode);
6406         inode_inc_iversion(inode);
6407         inode->i_ctime = current_time(inode);
6408         ihold(inode);
6409         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6410
6411         err = btrfs_add_nondir(trans, BTRFS_I(dir), dentry, BTRFS_I(inode),
6412                         1, index);
6413
6414         if (err) {
6415                 drop_inode = 1;
6416         } else {
6417                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6418
6419                 err = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6420                 if (err)
6421                         goto fail;
6422                 if (inode->i_nlink == 1) {
6423                         /*
6424                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6425                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6426                          */
6427                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6428                         if (err)
6429                                 goto fail;
6430                 }
6431                 d_instantiate(dentry, inode);
6432                 btrfs_log_new_name(trans, BTRFS_I(inode), NULL, parent);
6433         }
6434
6435 fail:
6436         if (trans)
6437                 btrfs_end_transaction(trans);
6438         if (drop_inode) {
6439                 inode_dec_link_count(inode);
6440                 iput(inode);
6441         }
6442         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6443         return err;
6444 }
6445
6446 static int btrfs_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, umode_t mode)
6447 {
6448         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6449         struct inode *inode = NULL;
6450         struct btrfs_trans_handle *trans;
6451         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6452         int err = 0;
6453         u64 objectid = 0;
6454         u64 index = 0;
6455
6456         /*
6457          * 2 items for inode and ref
6458          * 2 items for dir items
6459          * 1 for xattr if selinux is on
6460          */
6461         trans = btrfs_start_transaction(root, 5);
6462         if (IS_ERR(trans))
6463                 return PTR_ERR(trans);
6464
6465         err = btrfs_find_free_ino(root, &objectid);
6466         if (err)
6467                 goto out_fail;
6468
6469         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir, dentry->d_name.name,
6470                         dentry->d_name.len, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)), objectid,
6471                         S_IFDIR | mode, &index);
6472         if (IS_ERR(inode)) {
6473                 err = PTR_ERR(inode);
6474                 inode = NULL;
6475                 goto out_fail;
6476         }
6477
6478         /* these must be set before we unlock the inode */
6479         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6480         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6481
6482         err = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir, &dentry->d_name);
6483         if (err)
6484                 goto out_fail;
6485
6486         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
6487         err = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6488         if (err)
6489                 goto out_fail;
6490
6491         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6492                         dentry->d_name.name,
6493                         dentry->d_name.len, 0, index);
6494         if (err)
6495                 goto out_fail;
6496
6497         d_instantiate_new(dentry, inode);
6498
6499 out_fail:
6500         btrfs_end_transaction(trans);
6501         if (err && inode) {
6502                 inode_dec_link_count(inode);
6503                 discard_new_inode(inode);
6504         }
6505         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6506         return err;
6507 }
6508
6509 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6510                                       struct page *page,
6511                                       size_t pg_offset, u64 extent_offset,
6512                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6513 {
6514         int ret;
6515         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6516         char *tmp;
6517         size_t max_size;
6518         unsigned long inline_size;
6519         unsigned long ptr;
6520         int compress_type;
6521
6522         WARN_ON(pg_offset != 0);
6523         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6524         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6525         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
6526                                         btrfs_item_nr(path->slots[0]));
6527         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6528         if (!tmp)
6529                 return -ENOMEM;
6530         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6531
6532         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6533
6534         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6535         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page,
6536                                extent_offset, inline_size, max_size);
6537
6538         /*
6539          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6540          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6541          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6542          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6543          * cover that region here.
6544          */
6545
6546         if (max_size + pg_offset < PAGE_SIZE) {
6547                 char *map = kmap(page);
6548                 memset(map + pg_offset + max_size, 0, PAGE_SIZE - max_size - pg_offset);
6549                 kunmap(page);
6550         }
6551         kfree(tmp);
6552         return ret;
6553 }
6554
6555 /**
6556  * btrfs_get_extent - Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6557  * @inode:      file to search in
6558  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6559  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6560  * @start:      file offset
6561  * @len:        length of range starting at @start
6562  *
6563  * This returns the first &struct extent_map which overlaps with the given
6564  * range, reading it from the B-tree and caching it if necessary. Note that
6565  * there may be more extents which overlap the given range after the returned
6566  * extent_map.
6567  *
6568  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6569  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6570  *
6571  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6572  */
6573 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6574                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6575                                     u64 start, u64 len)
6576 {
6577         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6578         int ret = 0;
6579         u64 extent_start = 0;
6580         u64 extent_end = 0;
6581         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6582         int extent_type = -1;
6583         struct btrfs_path *path = NULL;
6584         struct btrfs_root *root = inode->root;
6585         struct btrfs_file_extent_item *item;
6586         struct extent_buffer *leaf;
6587         struct btrfs_key found_key;
6588         struct extent_map *em = NULL;
6589         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6590         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
6591
6592         read_lock(&em_tree->lock);
6593         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6594         read_unlock(&em_tree->lock);
6595
6596         if (em) {
6597                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6598                         free_extent_map(em);
6599                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6600                         free_extent_map(em);
6601                 else
6602                         goto out;
6603         }
6604         em = alloc_extent_map();
6605         if (!em) {
6606                 ret = -ENOMEM;
6607                 goto out;
6608         }
6609         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6610         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6611         em->len = (u64)-1;
6612         em->block_len = (u64)-1;
6613
6614         path = btrfs_alloc_path();
6615         if (!path) {
6616                 ret = -ENOMEM;
6617                 goto out;
6618         }
6619
6620         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6621         path->reada = READA_FORWARD;
6622
6623         /*
6624          * Unless we're going to uncompress the inline extent, no sleep would
6625          * happen.
6626          */
6627         path->leave_spinning = 1;
6628
6629         path->recurse = btrfs_is_free_space_inode(inode);
6630
6631         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6632         if (ret < 0) {
6633                 goto out;
6634         } else if (ret > 0) {
6635                 if (path->slots[0] == 0)
6636                         goto not_found;
6637                 path->slots[0]--;
6638                 ret = 0;
6639         }
6640
6641         leaf = path->nodes[0];
6642         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6643                               struct btrfs_file_extent_item);
6644         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6645         if (found_key.objectid != objectid ||
6646             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6647                 /*
6648                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6649                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6650                  * say there is a hole for our whole search range which can
6651                  * cause problems.
6652                  */
6653                 extent_end = start;
6654                 goto next;
6655         }
6656
6657         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6658         extent_start = found_key.offset;
6659         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6660         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6661             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6662                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6663                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6664                         ret = -EUCLEAN;
6665                         btrfs_crit(fs_info,
6666                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6667                                    btrfs_ino(inode));
6668                         goto out;
6669                 }
6670                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6671                                                        extent_start);
6672         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6673                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6674                                                       path->slots[0],
6675                                                       extent_start);
6676         }
6677 next:
6678         if (start >= extent_end) {
6679                 path->slots[0]++;
6680                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6681                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6682                         if (ret < 0)
6683                                 goto out;
6684                         else if (ret > 0)
6685                                 goto not_found;
6686
6687                         leaf = path->nodes[0];
6688                 }
6689                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6690                 if (found_key.objectid != objectid ||
6691                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6692                         goto not_found;
6693                 if (start + len <= found_key.offset)
6694                         goto not_found;
6695                 if (start > found_key.offset)
6696                         goto next;
6697
6698                 /* New extent overlaps with existing one */
6699                 em->start = start;
6700                 em->orig_start = start;
6701                 em->len = found_key.offset - start;
6702                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6703                 goto insert;
6704         }
6705
6706         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, !page, em);
6707
6708         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6709             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6710                 goto insert;
6711         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6712                 unsigned long ptr;
6713                 char *map;
6714                 size_t size;
6715                 size_t extent_offset;
6716                 size_t copy_size;
6717
6718                 if (!page)
6719                         goto out;
6720
6721                 size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6722                 extent_offset = page_offset(page) + pg_offset - extent_start;
6723                 copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE - pg_offset,
6724                                   size - extent_offset);
6725                 em->start = extent_start + extent_offset;
6726                 em->len = ALIGN(copy_size, fs_info->sectorsize);
6727                 em->orig_block_len = em->len;
6728                 em->orig_start = em->start;
6729                 ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item) + extent_offset;
6730
6731                 btrfs_set_path_blocking(path);
6732                 if (!PageUptodate(page)) {
6733                         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, item) !=
6734                             BTRFS_COMPRESS_NONE) {
6735                                 ret = uncompress_inline(path, page, pg_offset,
6736                                                         extent_offset, item);
6737                                 if (ret)
6738                                         goto out;
6739                         } else {
6740                                 map = kmap(page);
6741                                 read_extent_buffer(leaf, map + pg_offset, ptr,
6742                                                    copy_size);
6743                                 if (pg_offset + copy_size < PAGE_SIZE) {
6744                                         memset(map + pg_offset + copy_size, 0,
6745                                                PAGE_SIZE - pg_offset -
6746                                                copy_size);
6747                                 }
6748                                 kunmap(page);
6749                         }
6750                         flush_dcache_page(page);
6751                 }
6752                 set_extent_uptodate(io_tree, em->start,
6753                                     extent_map_end(em) - 1, NULL, GFP_NOFS);
6754                 goto insert;
6755         }
6756 not_found:
6757         em->start = start;
6758         em->orig_start = start;
6759         em->len = len;
6760         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6761 insert:
6762         ret = 0;
6763         btrfs_release_path(path);
6764         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6765                 btrfs_err(fs_info,
6766                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6767                           em->start, em->len, start, len);
6768                 ret = -EIO;
6769                 goto out;
6770         }
6771
6772         write_lock(&em_tree->lock);
6773         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6774         write_unlock(&em_tree->lock);
6775 out:
6776         btrfs_free_path(path);
6777
6778         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6779
6780         if (ret) {
6781                 free_extent_map(em);
6782                 return ERR_PTR(ret);
6783         }
6784         return em;
6785 }
6786
6787 struct extent_map *btrfs_get_extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode,
6788                                            u64 start, u64 len)
6789 {
6790         struct extent_map *em;
6791         struct extent_map *hole_em = NULL;
6792         u64 delalloc_start = start;
6793         u64 end;
6794         u64 delalloc_len;
6795         u64 delalloc_end;
6796         int err = 0;
6797
6798         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, len);
6799         if (IS_ERR(em))
6800                 return em;
6801         /*
6802          * If our em maps to:
6803          * - a hole or
6804          * - a pre-alloc extent,
6805          * there might actually be delalloc bytes behind it.
6806          */
6807         if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE &&
6808             !test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
6809                 return em;
6810         else
6811                 hole_em = em;
6812
6813         /* check to see if we've wrapped (len == -1 or similar) */
6814         end = start + len;
6815         if (end < start)
6816                 end = (u64)-1;
6817         else
6818                 end -= 1;
6819
6820         em = NULL;
6821
6822         /* ok, we didn't find anything, lets look for delalloc */
6823         delalloc_len = count_range_bits(&inode->io_tree, &delalloc_start,
6824                                  end, len, EXTENT_DELALLOC, 1);
6825         delalloc_end = delalloc_start + delalloc_len;
6826         if (delalloc_end < delalloc_start)
6827                 delalloc_end = (u64)-1;
6828
6829         /*
6830          * We didn't find anything useful, return the original results from
6831          * get_extent()
6832          */
6833         if (delalloc_start > end || delalloc_end <= start) {
6834                 em = hole_em;
6835                 hole_em = NULL;
6836                 goto out;
6837         }
6838
6839         /*
6840          * Adjust the delalloc_start to make sure it doesn't go backwards from
6841          * the start they passed in
6842          */
6843         delalloc_start = max(start, delalloc_start);
6844         delalloc_len = delalloc_end - delalloc_start;
6845
6846         if (delalloc_len > 0) {
6847                 u64 hole_start;
6848                 u64 hole_len;
6849                 const u64 hole_end = extent_map_end(hole_em);
6850
6851                 em = alloc_extent_map();
6852                 if (!em) {
6853                         err = -ENOMEM;
6854                         goto out;
6855                 }
6856
6857                 ASSERT(hole_em);
6858                 /*
6859                  * When btrfs_get_extent can't find anything it returns one
6860                  * huge hole
6861                  *
6862                  * Make sure what it found really fits our range, and adjust to
6863                  * make sure it is based on the start from the caller
6864                  */
6865                 if (hole_end <= start || hole_em->start > end) {
6866                        free_extent_map(hole_em);
6867                        hole_em = NULL;
6868                 } else {
6869                        hole_start = max(hole_em->start, start);
6870                        hole_len = hole_end - hole_start;
6871                 }
6872
6873                 if (hole_em && delalloc_start > hole_start) {
6874                         /*
6875                          * Our hole starts before our delalloc, so we have to
6876                          * return just the parts of the hole that go until the
6877                          * delalloc starts
6878                          */
6879                         em->len = min(hole_len, delalloc_start - hole_start);
6880                         em->start = hole_start;
6881                         em->orig_start = hole_start;
6882                         /*
6883                          * Don't adjust block start at all, it is fixed at
6884                          * EXTENT_MAP_HOLE
6885                          */
6886                         em->block_start = hole_em->block_start;
6887                         em->block_len = hole_len;
6888                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &hole_em->flags))
6889                                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
6890                 } else {
6891                         /*
6892                          * Hole is out of passed range or it starts after
6893                          * delalloc range
6894                          */
6895                         em->start = delalloc_start;
6896                         em->len = delalloc_len;
6897                         em->orig_start = delalloc_start;
6898                         em->block_start = EXTENT_MAP_DELALLOC;
6899                         em->block_len = delalloc_len;
6900                 }
6901         } else {
6902                 return hole_em;
6903         }
6904 out:
6905
6906         free_extent_map(hole_em);
6907         if (err) {
6908                 free_extent_map(em);
6909                 return ERR_PTR(err);
6910         }
6911         return em;
6912 }
6913
6914 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
6915                                                   const u64 start,
6916                                                   const u64 len,
6917                                                   const u64 orig_start,
6918                                                   const u64 block_start,
6919                                                   const u64 block_len,
6920                                                   const u64 orig_block_len,
6921                                                   const u64 ram_bytes,
6922                                                   const int type)
6923 {
6924         struct extent_map *em = NULL;
6925         int ret;
6926
6927         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
6928                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
6929                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
6930                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
6931                                   type);
6932                 if (IS_ERR(em))
6933                         goto out;
6934         }
6935         ret = btrfs_add_ordered_extent_dio(inode, start, block_start, len,
6936                                            block_len, type);
6937         if (ret) {
6938                 if (em) {
6939                         free_extent_map(em);
6940                         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + len - 1, 0);
6941                 }
6942                 em = ERR_PTR(ret);
6943         }
6944  out:
6945
6946         return em;
6947 }
6948
6949 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
6950                                                   u64 start, u64 len)
6951 {
6952         struct btrfs_root *root = inode->root;
6953         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6954         struct extent_map *em;
6955         struct btrfs_key ins;
6956         u64 alloc_hint;
6957         int ret;
6958
6959         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
6960         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
6961                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
6962         if (ret)
6963                 return ERR_PTR(ret);
6964
6965         em = btrfs_create_dio_extent(inode, start, ins.offset, start,
6966                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
6967                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
6968         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
6969         if (IS_ERR(em))
6970                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
6971                                            1);
6972
6973         return em;
6974 }
6975
6976 /*
6977  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
6978  *
6979  * @offset:     File offset
6980  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
6981  *              range
6982  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
6983  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
6984  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
6985  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
6986  *              cow. e.g., don't trust generation number.
6987  *
6988  * This function will flush ordered extents in the range to ensure proper
6989  * nocow checks for (nowait == false) case.
6990  *
6991  * Return:
6992  * >0   and update @len if we can do nocow write
6993  *  0   if we can't do nocow write
6994  * <0   if error happened
6995  *
6996  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
6997  *       any ordered extents.
6998  */
6999 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7000                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7001                               u64 *ram_bytes, bool strict)
7002 {
7003         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7004         struct btrfs_path *path;
7005         int ret;
7006         struct extent_buffer *leaf;
7007         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7008         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7009         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7010         struct btrfs_key key;
7011         u64 disk_bytenr;
7012         u64 backref_offset;
7013         u64 extent_end;
7014         u64 num_bytes;
7015         int slot;
7016         int found_type;
7017         bool nocow = (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW);
7018
7019         path = btrfs_alloc_path();
7020         if (!path)
7021                 return -ENOMEM;
7022
7023         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7024                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7025         if (ret < 0)
7026                 goto out;
7027
7028         slot = path->slots[0];
7029         if (ret == 1) {
7030                 if (slot == 0) {
7031                         /* can't find the item, must cow */
7032                         ret = 0;
7033                         goto out;
7034                 }
7035                 slot--;
7036         }
7037         ret = 0;
7038         leaf = path->nodes[0];
7039         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
7040         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7041             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7042                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7043                 goto out;
7044         }
7045
7046         if (key.offset > offset) {
7047                 /* Wrong offset, must cow */
7048                 goto out;
7049         }
7050
7051         fi = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
7052         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7053         if (found_type != BTRFS_FILE_EXTENT_REG &&
7054             found_type != BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7055                 /* not a regular extent, must cow */
7056                 goto out;
7057         }
7058
7059         if (!nocow && found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
7060                 goto out;
7061
7062         extent_end = key.offset + btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
7063         if (extent_end <= offset)
7064                 goto out;
7065
7066         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
7067         if (disk_bytenr == 0)
7068                 goto out;
7069
7070         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
7071             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
7072             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
7073                 goto out;
7074
7075         /*
7076          * Do the same check as in btrfs_cross_ref_exist but without the
7077          * unnecessary search.
7078          */
7079         if (!strict &&
7080             (btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
7081              btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item)))
7082                 goto out;
7083
7084         backref_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
7085
7086         if (orig_start) {
7087                 *orig_start = key.offset - backref_offset;
7088                 *orig_block_len = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
7089                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7090         }
7091
7092         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, disk_bytenr))
7093                 goto out;
7094
7095         num_bytes = min(offset + *len, extent_end) - offset;
7096         if (!nocow && found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7097                 u64 range_end;
7098
7099                 range_end = round_up(offset + num_bytes,
7100                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7101                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7102                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7103                 if (ret) {
7104                         ret = -EAGAIN;
7105                         goto out;
7106                 }
7107         }
7108
7109         btrfs_release_path(path);
7110
7111         /*
7112          * look for other files referencing this extent, if we
7113          * find any we must cow
7114          */
7115
7116         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
7117                                     key.offset - backref_offset, disk_bytenr,
7118                                     strict);
7119         if (ret) {
7120                 ret = 0;
7121                 goto out;
7122         }
7123
7124         /*
7125          * adjust disk_bytenr and num_bytes to cover just the bytes
7126          * in this extent we are about to write.  If there
7127          * are any csums in that range we have to cow in order
7128          * to keep the csums correct
7129          */
7130         disk_bytenr += backref_offset;
7131         disk_bytenr += offset - key.offset;
7132         if (csum_exist_in_range(fs_info, disk_bytenr, num_bytes))
7133                 goto out;
7134         /*
7135          * all of the above have passed, it is safe to overwrite this extent
7136          * without cow
7137          */
7138         *len = num_bytes;
7139         ret = 1;
7140 out:
7141         btrfs_free_path(path);
7142         return ret;
7143 }
7144
7145 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7146                               struct extent_state **cached_state, bool writing)
7147 {
7148         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7149         int ret = 0;
7150
7151         while (1) {
7152                 lock_extent_bits(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7153                                  cached_state);
7154                 /*
7155                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7156                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7157                  * extents in this range.
7158                  */
7159                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7160                                                      lockend - lockstart + 1);
7161
7162                 /*
7163                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7164                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7165                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7166                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7167                  * get stale data.
7168                  */
7169                 if (!ordered &&
7170                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7171                                                          lockstart, lockend)))
7172                         break;
7173
7174                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7175                                      cached_state);
7176
7177                 if (ordered) {
7178                         /*
7179                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7180                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7181                          * to complete and retry, because if we do so we can
7182                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7183                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7184                          * than one extent map, if at this point has already
7185                          * created an ordered extent for a previous extent map
7186                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7187                          * concurrent write against that previous extent map's
7188                          * range and this range started (we unlock the ranges
7189                          * in the io tree only when the bios complete and
7190                          * buffered writes always lock pages before attempting
7191                          * to lock range in the io tree).
7192                          */
7193                         if (writing ||
7194                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7195                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
7196                         else
7197                                 ret = -ENOTBLK;
7198                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7199                 } else {
7200                         /*
7201                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7202                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7203                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7204                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7205                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7206                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7207                          * ordered dio extent we created before but did not have
7208                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7209                          * complete), which makes readahead wait for that
7210                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7211                          * that page.
7212                          */
7213                         ret = -ENOTBLK;
7214                 }
7215
7216                 if (ret)
7217                         break;
7218
7219                 cond_resched();
7220         }
7221
7222         return ret;
7223 }
7224
7225 /* The callers of this must take lock_extent() */
7226 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7227                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7228                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7229                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7230                                        int type)
7231 {
7232         struct extent_map_tree *em_tree;
7233         struct extent_map *em;
7234         int ret;
7235
7236         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7237                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7238                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7239                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7240
7241         em_tree = &inode->extent_tree;
7242         em = alloc_extent_map();
7243         if (!em)
7244                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7245
7246         em->start = start;
7247         em->orig_start = orig_start;
7248         em->len = len;
7249         em->block_len = block_len;
7250         em->block_start = block_start;
7251         em->orig_block_len = orig_block_len;
7252         em->ram_bytes = ram_bytes;
7253         em->generation = -1;
7254         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7255         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7256                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7257         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7258                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7259                 em->compress_type = compress_type;
7260         }
7261
7262         do {
7263                 btrfs_drop_extent_cache(inode, em->start,
7264                                         em->start + em->len - 1, 0);
7265                 write_lock(&em_tree->lock);
7266                 ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
7267                 write_unlock(&em_tree->lock);
7268                 /*
7269                  * The caller has taken lock_extent(), who could race with us
7270                  * to add em?
7271                  */
7272         } while (ret == -EEXIST);
7273
7274         if (ret) {
7275                 free_extent_map(em);
7276                 return ERR_PTR(ret);
7277         }
7278
7279         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7280         return em;
7281 }
7282
7283
7284 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7285                                          struct inode *inode,
7286                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7287                                          u64 start, u64 len)
7288 {
7289         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7290         struct extent_map *em = *map;
7291         int ret = 0;
7292
7293         /*
7294          * We don't allocate a new extent in the following cases
7295          *
7296          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7297          * existing extent.
7298          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7299          * just use the extent.
7300          *
7301          */
7302         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7303             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7304              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7305                 int type;
7306                 u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7307
7308                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7309                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7310                 else
7311                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7312                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7313                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7314
7315                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7316                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false) == 1 &&
7317                     btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start)) {
7318                         struct extent_map *em2;
7319
7320                         em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), start, len,
7321                                                       orig_start, block_start,
7322                                                       len, orig_block_len,
7323                                                       ram_bytes, type);
7324                         btrfs_dec_nocow_writers(fs_info, block_start);
7325                         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7326                                 free_extent_map(em);
7327                                 *map = em = em2;
7328                         }
7329
7330                         if (em2 && IS_ERR(em2)) {
7331                                 ret = PTR_ERR(em2);
7332                                 goto out;
7333                         }
7334                         /*
7335                          * For inode marked NODATACOW or extent marked PREALLOC,
7336                          * use the existing or preallocated extent, so does not
7337                          * need to adjust btrfs_space_info's bytes_may_use.
7338                          */
7339                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
7340                         goto skip_cow;
7341                 }
7342         }
7343
7344         /* this will cow the extent */
7345         free_extent_map(em);
7346         *map = em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), start, len);
7347         if (IS_ERR(em)) {
7348                 ret = PTR_ERR(em);
7349                 goto out;
7350         }
7351
7352         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7353
7354 skip_cow:
7355         /*
7356          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7357          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7358          */
7359         if (start + len > i_size_read(inode))
7360                 i_size_write(inode, start + len);
7361
7362         dio_data->reserve -= len;
7363 out:
7364         return ret;
7365 }
7366
7367 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7368                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7369                 struct iomap *srcmap)
7370 {
7371         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7372         struct extent_map *em;
7373         struct extent_state *cached_state = NULL;
7374         struct btrfs_dio_data *dio_data = NULL;
7375         u64 lockstart, lockend;
7376         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7377         int ret = 0;
7378         u64 len = length;
7379         bool unlock_extents = false;
7380         bool sync = (current->journal_info == BTRFS_DIO_SYNC_STUB);
7381
7382         /*
7383          * We used current->journal_info here to see if we were sync, but
7384          * there's a lot of tests in the enospc machinery to not do flushing if
7385          * we have a journal_info set, so we need to clear this out and re-set
7386          * it in iomap_end.
7387          */
7388         ASSERT(current->journal_info == NULL ||
7389                current->journal_info == BTRFS_DIO_SYNC_STUB);
7390         current->journal_info = NULL;
7391
7392         if (!write)
7393                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize);
7394
7395         lockstart = start;
7396         lockend = start + len - 1;
7397
7398         /*
7399          * The generic stuff only does filemap_write_and_wait_range, which
7400          * isn't enough if we've written compressed pages to this area, so we
7401          * need to flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7402          * outstanding dirty pages are on disk.
7403          */
7404         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7405                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7406                 ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7407                                                start + length - 1);
7408                 if (ret)
7409                         return ret;
7410         }
7411
7412         dio_data = kzalloc(sizeof(*dio_data), GFP_NOFS);
7413         if (!dio_data)
7414                 return -ENOMEM;
7415
7416         dio_data->sync = sync;
7417         dio_data->length = length;
7418         if (write) {
7419                 dio_data->reserve = round_up(length, fs_info->sectorsize);
7420                 ret = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode),
7421                                 &dio_data->data_reserved,
7422                                 start, dio_data->reserve);
7423                 if (ret) {
7424                         extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7425                         kfree(dio_data);
7426                         return ret;
7427                 }
7428         }
7429         iomap->private = dio_data;
7430
7431
7432         /*
7433          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7434          * this range and we need to fallback to buffered.
7435          */
7436         if (lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, write)) {
7437                 ret = -ENOTBLK;
7438                 goto err;
7439         }
7440
7441         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7442         if (IS_ERR(em)) {
7443                 ret = PTR_ERR(em);
7444                 goto unlock_err;
7445         }
7446
7447         /*
7448          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7449          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7450          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7451          * buffered path.
7452          *
7453          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7454          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7455          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7456          *
7457          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7458          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7459          * the generic code.
7460          */
7461         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7462             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7463                 free_extent_map(em);
7464                 ret = -ENOTBLK;
7465                 goto unlock_err;
7466         }
7467
7468         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7469         if (write) {
7470                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7471                                                     start, len);
7472                 if (ret < 0)
7473                         goto unlock_err;
7474                 unlock_extents = true;
7475                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7476                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7477         } else {
7478                 /*
7479                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7480                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7481                  */
7482                 lockstart = start + len;
7483                 if (lockstart < lockend)
7484                         unlock_extents = true;
7485         }
7486
7487         if (unlock_extents)
7488                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree,
7489                                      lockstart, lockend, &cached_state);
7490         else
7491                 free_extent_state(cached_state);
7492
7493         /*
7494          * Translate extent map information to iomap.
7495          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7496          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7497          */
7498         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7499             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7500                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7501                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7502         } else {
7503                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7504                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7505         }
7506         iomap->offset = start;
7507         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_bdev;
7508         iomap->length = len;
7509
7510         free_extent_map(em);
7511
7512         return 0;
7513
7514 unlock_err:
7515         unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7516                              &cached_state);
7517 err:
7518         if (dio_data) {
7519                 btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
7520                                 dio_data->data_reserved, start,
7521                                 dio_data->reserve, true);
7522                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), dio_data->reserve);
7523                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7524                 kfree(dio_data);
7525         }
7526         return ret;
7527 }
7528
7529 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7530                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7531 {
7532         int ret = 0;
7533         struct btrfs_dio_data *dio_data = iomap->private;
7534         size_t submitted = dio_data->submitted;
7535         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7536
7537         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7538                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7539                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1);
7540                 goto out;
7541         }
7542
7543         if (submitted < length) {
7544                 pos += submitted;
7545                 length -= submitted;
7546                 if (write)
7547                         __endio_write_update_ordered(BTRFS_I(inode), pos,
7548                                         length, false);
7549                 else
7550                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7551                                       pos + length - 1);
7552                 ret = -ENOTBLK;
7553         }
7554
7555         if (write) {
7556                 if (dio_data->reserve)
7557                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
7558                                         dio_data->data_reserved, pos,
7559                                         dio_data->reserve, true);
7560                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), dio_data->length);
7561                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7562         }
7563 out:
7564         /*
7565          * We're all done, we can re-set the current->journal_info now safely
7566          * for our endio.
7567          */
7568         if (dio_data->sync) {
7569                 ASSERT(current->journal_info == NULL);
7570                 current->journal_info = BTRFS_DIO_SYNC_STUB;
7571         }
7572         kfree(dio_data);
7573         iomap->private = NULL;
7574
7575         return ret;
7576 }
7577
7578 static void btrfs_dio_private_put(struct btrfs_dio_private *dip)
7579 {
7580         /*
7581          * This implies a barrier so that stores to dio_bio->bi_status before
7582          * this and loads of dio_bio->bi_status after this are fully ordered.
7583          */
7584         if (!refcount_dec_and_test(&dip->refs))
7585                 return;
7586
7587         if (bio_op(dip->dio_bio) == REQ_OP_WRITE) {
7588                 __endio_write_update_ordered(BTRFS_I(dip->inode),
7589                                              dip->logical_offset,
7590                                              dip->bytes,
7591                                              !dip->dio_bio->bi_status);
7592         } else {
7593                 unlock_extent(&BTRFS_I(dip->inode)->io_tree,
7594                               dip->logical_offset,
7595                               dip->logical_offset + dip->bytes - 1);
7596         }
7597
7598         bio_endio(dip->dio_bio);
7599         kfree(dip);
7600 }
7601
7602 static blk_status_t submit_dio_repair_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
7603                                           int mirror_num,
7604                                           unsigned long bio_flags)
7605 {
7606         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7607         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7608         blk_status_t ret;
7609
7610         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE);
7611
7612         ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_DATA);
7613         if (ret)
7614                 return ret;
7615
7616         refcount_inc(&dip->refs);
7617         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, mirror_num);
7618         if (ret)
7619                 refcount_dec(&dip->refs);
7620         return ret;
7621 }
7622
7623 static blk_status_t btrfs_check_read_dio_bio(struct inode *inode,
7624                                              struct btrfs_io_bio *io_bio,
7625                                              const bool uptodate)
7626 {
7627         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
7628         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
7629         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
7630         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7631         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
7632         struct bio_vec bvec;
7633         struct bvec_iter iter;
7634         u64 start = io_bio->logical;
7635         int icsum = 0;
7636         blk_status_t err = BLK_STS_OK;
7637
7638         __bio_for_each_segment(bvec, &io_bio->bio, iter, io_bio->iter) {
7639                 unsigned int i, nr_sectors, pgoff;
7640
7641                 nr_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, bvec.bv_len);
7642                 pgoff = bvec.bv_offset;
7643                 for (i = 0; i < nr_sectors; i++) {
7644                         ASSERT(pgoff < PAGE_SIZE);
7645                         if (uptodate &&
7646                             (!csum || !check_data_csum(inode, io_bio, icsum,
7647                                                        bvec.bv_page, pgoff,
7648                                                        start, sectorsize))) {
7649                                 clean_io_failure(fs_info, failure_tree, io_tree,
7650                                                  start, bvec.bv_page,
7651                                                  btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
7652                                                  pgoff);
7653                         } else {
7654                                 blk_status_t status;
7655
7656                                 status = btrfs_submit_read_repair(inode,
7657                                                         &io_bio->bio,
7658                                                         start - io_bio->logical,
7659                                                         bvec.bv_page, pgoff,
7660                                                         start,
7661                                                         start + sectorsize - 1,
7662                                                         io_bio->mirror_num,
7663                                                         submit_dio_repair_bio);
7664                                 if (status)
7665                                         err = status;
7666                         }
7667                         start += sectorsize;
7668                         icsum++;
7669                         pgoff += sectorsize;
7670                 }
7671         }
7672         return err;
7673 }
7674
7675 static void __endio_write_update_ordered(struct btrfs_inode *inode,
7676                                          const u64 offset, const u64 bytes,
7677                                          const bool uptodate)
7678 {
7679         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
7680         struct btrfs_ordered_extent *ordered = NULL;
7681         struct btrfs_workqueue *wq;
7682         u64 ordered_offset = offset;
7683         u64 ordered_bytes = bytes;
7684         u64 last_offset;
7685
7686         if (btrfs_is_free_space_inode(inode))
7687                 wq = fs_info->endio_freespace_worker;
7688         else
7689                 wq = fs_info->endio_write_workers;
7690
7691         while (ordered_offset < offset + bytes) {
7692                 last_offset = ordered_offset;
7693                 if (btrfs_dec_test_first_ordered_pending(inode, &ordered,
7694                                                          &ordered_offset,
7695                                                          ordered_bytes,
7696                                                          uptodate)) {
7697                         btrfs_init_work(&ordered->work, finish_ordered_fn, NULL,
7698                                         NULL);
7699                         btrfs_queue_work(wq, &ordered->work);
7700                 }
7701                 /*
7702                  * If btrfs_dec_test_ordered_pending does not find any ordered
7703                  * extent in the range, we can exit.
7704                  */
7705                 if (ordered_offset == last_offset)
7706                         return;
7707                 /*
7708                  * Our bio might span multiple ordered extents. In this case
7709                  * we keep going until we have accounted the whole dio.
7710                  */
7711                 if (ordered_offset < offset + bytes) {
7712                         ordered_bytes = offset + bytes - ordered_offset;
7713                         ordered = NULL;
7714                 }
7715         }
7716 }
7717
7718 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start_direct_io(void *private_data,
7719                                     struct bio *bio, u64 offset)
7720 {
7721         struct inode *inode = private_data;
7722
7723         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, offset, 1);
7724 }
7725
7726 static void btrfs_end_dio_bio(struct bio *bio)
7727 {
7728         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7729         blk_status_t err = bio->bi_status;
7730
7731         if (err)
7732                 btrfs_warn(BTRFS_I(dip->inode)->root->fs_info,
7733                            "direct IO failed ino %llu rw %d,%u sector %#Lx len %u err no %d",
7734                            btrfs_ino(BTRFS_I(dip->inode)), bio_op(bio),
7735                            bio->bi_opf,
7736                            (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
7737                            bio->bi_iter.bi_size, err);
7738
7739         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ) {
7740                 err = btrfs_check_read_dio_bio(dip->inode, btrfs_io_bio(bio),
7741                                                !err);
7742         }
7743
7744         if (err)
7745                 dip->dio_bio->bi_status = err;
7746
7747         bio_put(bio);
7748         btrfs_dio_private_put(dip);
7749 }
7750
7751 static inline blk_status_t btrfs_submit_dio_bio(struct bio *bio,
7752                 struct inode *inode, u64 file_offset, int async_submit)
7753 {
7754         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7755         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7756         bool write = bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE;
7757         blk_status_t ret;
7758
7759         /* Check btrfs_submit_bio_hook() for rules about async submit. */
7760         if (async_submit)
7761                 async_submit = !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers);
7762
7763         if (!write) {
7764                 ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_DATA);
7765                 if (ret)
7766                         goto err;
7767         }
7768
7769         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
7770                 goto map;
7771
7772         if (write && async_submit) {
7773                 ret = btrfs_wq_submit_bio(fs_info, bio, 0, 0,
7774                                           file_offset, inode,
7775                                           btrfs_submit_bio_start_direct_io);
7776                 goto err;
7777         } else if (write) {
7778                 /*
7779                  * If we aren't doing async submit, calculate the csum of the
7780                  * bio now.
7781                  */
7782                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, file_offset, 1);
7783                 if (ret)
7784                         goto err;
7785         } else {
7786                 u64 csum_offset;
7787
7788                 csum_offset = file_offset - dip->logical_offset;
7789                 csum_offset >>= inode->i_sb->s_blocksize_bits;
7790                 csum_offset *= btrfs_super_csum_size(fs_info->super_copy);
7791                 btrfs_io_bio(bio)->csum = dip->csums + csum_offset;
7792         }
7793 map:
7794         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, 0);
7795 err:
7796         return ret;
7797 }
7798
7799 /*
7800  * If this succeeds, the btrfs_dio_private is responsible for cleaning up locked
7801  * or ordered extents whether or not we submit any bios.
7802  */
7803 static struct btrfs_dio_private *btrfs_create_dio_private(struct bio *dio_bio,
7804                                                           struct inode *inode,
7805                                                           loff_t file_offset)
7806 {
7807         const bool write = (bio_op(dio_bio) == REQ_OP_WRITE);
7808         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
7809         size_t dip_size;
7810         struct btrfs_dio_private *dip;
7811
7812         dip_size = sizeof(*dip);
7813         if (!write && csum) {
7814                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7815                 const u16 csum_size = btrfs_super_csum_size(fs_info->super_copy);
7816                 size_t nblocks;
7817
7818                 nblocks = dio_bio->bi_iter.bi_size >> inode->i_sb->s_blocksize_bits;
7819                 dip_size += csum_size * nblocks;
7820         }
7821
7822         dip = kzalloc(dip_size, GFP_NOFS);
7823         if (!dip)
7824                 return NULL;
7825
7826         dip->inode = inode;
7827         dip->logical_offset = file_offset;
7828         dip->bytes = dio_bio->bi_iter.bi_size;
7829         dip->disk_bytenr = (u64)dio_bio->bi_iter.bi_sector << 9;
7830         dip->dio_bio = dio_bio;
7831         refcount_set(&dip->refs, 1);
7832         return dip;
7833 }
7834
7835 static blk_qc_t btrfs_submit_direct(struct inode *inode, struct iomap *iomap,
7836                 struct bio *dio_bio, loff_t file_offset)
7837 {
7838         const bool write = (bio_op(dio_bio) == REQ_OP_WRITE);
7839         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
7840         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7841         const bool raid56 = (btrfs_data_alloc_profile(fs_info) &
7842                              BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK);
7843         struct btrfs_dio_private *dip;
7844         struct bio *bio;
7845         u64 start_sector;
7846         int async_submit = 0;
7847         u64 submit_len;
7848         int clone_offset = 0;
7849         int clone_len;
7850         int ret;
7851         blk_status_t status;
7852         struct btrfs_io_geometry geom;
7853         struct btrfs_dio_data *dio_data = iomap->private;
7854
7855         dip = btrfs_create_dio_private(dio_bio, inode, file_offset);
7856         if (!dip) {
7857                 if (!write) {
7858                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, file_offset,
7859                                 file_offset + dio_bio->bi_iter.bi_size - 1);
7860                 }
7861                 dio_bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
7862                 bio_endio(dio_bio);
7863                 return BLK_QC_T_NONE;
7864         }
7865
7866         if (!write && csum) {
7867                 /*
7868                  * Load the csums up front to reduce csum tree searches and
7869                  * contention when submitting bios.
7870                  */
7871                 status = btrfs_lookup_bio_sums(inode, dio_bio, file_offset,
7872                                                dip->csums);
7873                 if (status != BLK_STS_OK)
7874                         goto out_err;
7875         }
7876
7877         start_sector = dio_bio->bi_iter.bi_sector;
7878         submit_len = dio_bio->bi_iter.bi_size;
7879
7880         do {
7881                 ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, btrfs_op(dio_bio),
7882                                             start_sector << 9, submit_len,
7883                                             &geom);
7884                 if (ret) {
7885                         status = errno_to_blk_status(ret);
7886                         goto out_err;
7887                 }
7888                 ASSERT(geom.len <= INT_MAX);
7889
7890                 clone_len = min_t(int, submit_len, geom.len);
7891
7892                 /*
7893                  * This will never fail as it's passing GPF_NOFS and
7894                  * the allocation is backed by btrfs_bioset.
7895                  */
7896                 bio = btrfs_bio_clone_partial(dio_bio, clone_offset, clone_len);
7897                 bio->bi_private = dip;
7898                 bio->bi_end_io = btrfs_end_dio_bio;
7899                 btrfs_io_bio(bio)->logical = file_offset;
7900
7901                 ASSERT(submit_len >= clone_len);
7902                 submit_len -= clone_len;
7903
7904                 /*
7905                  * Increase the count before we submit the bio so we know
7906                  * the end IO handler won't happen before we increase the
7907                  * count. Otherwise, the dip might get freed before we're
7908                  * done setting it up.
7909                  *
7910                  * We transfer the initial reference to the last bio, so we
7911                  * don't need to increment the reference count for the last one.
7912                  */
7913                 if (submit_len > 0) {
7914                         refcount_inc(&dip->refs);
7915                         /*
7916                          * If we are submitting more than one bio, submit them
7917                          * all asynchronously. The exception is RAID 5 or 6, as
7918                          * asynchronous checksums make it difficult to collect
7919                          * full stripe writes.
7920                          */
7921                         if (!raid56)
7922                                 async_submit = 1;
7923                 }
7924
7925                 status = btrfs_submit_dio_bio(bio, inode, file_offset,
7926                                                 async_submit);
7927                 if (status) {
7928                         bio_put(bio);
7929                         if (submit_len > 0)
7930                                 refcount_dec(&dip->refs);
7931                         goto out_err;
7932                 }
7933
7934                 dio_data->submitted += clone_len;
7935                 clone_offset += clone_len;
7936                 start_sector += clone_len >> 9;
7937                 file_offset += clone_len;
7938         } while (submit_len > 0);
7939         return BLK_QC_T_NONE;
7940
7941 out_err:
7942         dip->dio_bio->bi_status = status;
7943         btrfs_dio_private_put(dip);
7944         return BLK_QC_T_NONE;
7945 }
7946
7947 static ssize_t check_direct_IO(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7948                                const struct iov_iter *iter, loff_t offset)
7949 {
7950         int seg;
7951         int i;
7952         unsigned int blocksize_mask = fs_info->sectorsize - 1;
7953         ssize_t retval = -EINVAL;
7954
7955         if (offset & blocksize_mask)
7956                 goto out;
7957
7958         if (iov_iter_alignment(iter) & blocksize_mask)
7959                 goto out;
7960
7961         /* If this is a write we don't need to check anymore */
7962         if (iov_iter_rw(iter) != READ || !iter_is_iovec(iter))
7963                 return 0;
7964         /*
7965          * Check to make sure we don't have duplicate iov_base's in this
7966          * iovec, if so return EINVAL, otherwise we'll get csum errors
7967          * when reading back.
7968          */
7969         for (seg = 0; seg < iter->nr_segs; seg++) {
7970                 for (i = seg + 1; i < iter->nr_segs; i++) {
7971                         if (iter->iov[seg].iov_base == iter->iov[i].iov_base)
7972                                 goto out;
7973                 }
7974         }
7975         retval = 0;
7976 out:
7977         return retval;
7978 }
7979
7980 static inline int btrfs_maybe_fsync_end_io(struct kiocb *iocb, ssize_t size,
7981                                            int error, unsigned flags)
7982 {
7983         /*
7984          * Now if we're still in the context of our submitter we know we can't
7985          * safely run generic_write_sync(), so clear our flag here so that the
7986          * caller knows to follow up with a sync.
7987          */
7988         if (current->journal_info == BTRFS_DIO_SYNC_STUB) {
7989                 current->journal_info = NULL;
7990                 return error;
7991         }
7992
7993         if (error)
7994                 return error;
7995
7996         if (size) {
7997                 iocb->ki_flags |= IOCB_DSYNC;
7998                 return generic_write_sync(iocb, size);
7999         }
8000
8001         return 0;
8002 }
8003
8004 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
8005         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
8006         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
8007 };
8008
8009 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
8010         .submit_io              = btrfs_submit_direct,
8011 };
8012
8013 static const struct iomap_dio_ops btrfs_sync_dops = {
8014         .submit_io              = btrfs_submit_direct,
8015         .end_io                 = btrfs_maybe_fsync_end_io,
8016 };
8017
8018 ssize_t btrfs_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
8019 {
8020         struct file *file = iocb->ki_filp;
8021         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
8022         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8023         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8024         loff_t offset = iocb->ki_pos;
8025         size_t count = 0;
8026         bool relock = false;
8027         ssize_t ret;
8028
8029         if (check_direct_IO(fs_info, iter, offset))
8030                 return 0;
8031
8032         count = iov_iter_count(iter);
8033         if (iov_iter_rw(iter) == WRITE) {
8034                 /*
8035                  * If the write DIO is beyond the EOF, we need update
8036                  * the isize, but it is protected by i_mutex. So we can
8037                  * not unlock the i_mutex at this case.
8038                  */
8039                 if (offset + count <= inode->i_size) {
8040                         inode_unlock(inode);
8041                         relock = true;
8042                 }
8043                 down_read(&BTRFS_I(inode)->dio_sem);
8044         }
8045
8046         /*
8047          * We have are actually a sync iocb, so we need our fancy endio to know
8048          * if we need to sync.
8049          */
8050         if (current->journal_info)
8051                 ret = iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops,
8052                                    &btrfs_sync_dops, is_sync_kiocb(iocb));
8053         else
8054                 ret = iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops,
8055                                    &btrfs_dio_ops, is_sync_kiocb(iocb));
8056
8057         if (ret == -ENOTBLK)
8058                 ret = 0;
8059
8060         if (iov_iter_rw(iter) == WRITE)
8061                 up_read(&BTRFS_I(inode)->dio_sem);
8062
8063         if (relock)
8064                 inode_lock(inode);
8065
8066         extent_changeset_free(data_reserved);
8067         return ret;
8068 }
8069
8070 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
8071                         u64 start, u64 len)
8072 {
8073         int     ret;
8074
8075         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
8076         if (ret)
8077                 return ret;
8078
8079         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
8080 }
8081
8082 int btrfs_readpage(struct file *file, struct page *page)
8083 {
8084         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
8085         u64 start = page_offset(page);
8086         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
8087         unsigned long bio_flags = 0;
8088         struct bio *bio = NULL;
8089         int ret;
8090
8091         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
8092
8093         ret = btrfs_do_readpage(page, NULL, &bio, &bio_flags, 0, NULL);
8094         if (bio)
8095                 ret = submit_one_bio(bio, 0, bio_flags);
8096         return ret;
8097 }
8098
8099 static int btrfs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
8100 {
8101         struct inode *inode = page->mapping->host;
8102         int ret;
8103
8104         if (current->flags & PF_MEMALLOC) {
8105                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
8106                 unlock_page(page);
8107                 return 0;
8108         }
8109
8110         /*
8111          * If we are under memory pressure we will call this directly from the
8112          * VM, we need to make sure we have the inode referenced for the ordered
8113          * extent.  If not just return like we didn't do anything.
8114          */
8115         if (!igrab(inode)) {
8116                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
8117                 return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
8118         }
8119         ret = extent_write_full_page(page, wbc);
8120         btrfs_add_delayed_iput(inode);
8121         return ret;
8122 }
8123
8124 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
8125                             struct writeback_control *wbc)
8126 {
8127         return extent_writepages(mapping, wbc);
8128 }
8129
8130 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
8131 {
8132         extent_readahead(rac);
8133 }
8134
8135 static int __btrfs_releasepage(struct page *page, gfp_t gfp_flags)
8136 {
8137         int ret = try_release_extent_mapping(page, gfp_flags);
8138         if (ret == 1)
8139                 detach_page_private(page);
8140         return ret;
8141 }
8142
8143 static int btrfs_releasepage(struct page *page, gfp_t gfp_flags)
8144 {
8145         if (PageWriteback(page) || PageDirty(page))
8146                 return 0;
8147         return __btrfs_releasepage(page, gfp_flags);
8148 }
8149
8150 #ifdef CONFIG_MIGRATION
8151 static int btrfs_migratepage(struct address_space *mapping,
8152                              struct page *newpage, struct page *page,
8153                              enum migrate_mode mode)
8154 {
8155         int ret;
8156
8157         ret = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, 0);
8158         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
8159                 return ret;
8160
8161         if (page_has_private(page))
8162                 attach_page_private(newpage, detach_page_private(page));
8163
8164         if (PagePrivate2(page)) {
8165                 ClearPagePrivate2(page);
8166                 SetPagePrivate2(newpage);
8167         }
8168
8169         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
8170                 migrate_page_copy(newpage, page);
8171         else
8172                 migrate_page_states(newpage, page);
8173         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8174 }
8175 #endif
8176
8177 static void btrfs_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
8178                                  unsigned int length)
8179 {
8180         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
8181         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8182         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8183         struct extent_state *cached_state = NULL;
8184         u64 page_start = page_offset(page);
8185         u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8186         u64 start;
8187         u64 end;
8188         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8189
8190         /*
8191          * we have the page locked, so new writeback can't start,
8192          * and the dirty bit won't be cleared while we are here.
8193          *
8194          * Wait for IO on this page so that we can safely clear
8195          * the PagePrivate2 bit and do ordered accounting
8196          */
8197         wait_on_page_writeback(page);
8198
8199         if (offset) {
8200                 btrfs_releasepage(page, GFP_NOFS);
8201                 return;
8202         }
8203
8204         if (!inode_evicting)
8205                 lock_extent_bits(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8206 again:
8207         start = page_start;
8208         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, page_end - start + 1);
8209         if (ordered) {
8210                 end = min(page_end,
8211                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
8212                 /*
8213                  * IO on this page will never be started, so we need
8214                  * to account for any ordered extents now
8215                  */
8216                 if (!inode_evicting)
8217                         clear_extent_bit(tree, start, end,
8218                                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
8219                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8220                                          EXTENT_DEFRAG, 1, 0, &cached_state);
8221                 /*
8222                  * whoever cleared the private bit is responsible
8223                  * for the finish_ordered_io
8224                  */
8225                 if (TestClearPagePrivate2(page)) {
8226                         struct btrfs_ordered_inode_tree *tree;
8227                         u64 new_len;
8228
8229                         tree = &inode->ordered_tree;
8230
8231                         spin_lock_irq(&tree->lock);
8232                         set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8233                         new_len = start - ordered->file_offset;
8234                         if (new_len < ordered->truncated_len)
8235                                 ordered->truncated_len = new_len;
8236                         spin_unlock_irq(&tree->lock);
8237
8238                         if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8239                                                            start,
8240                                                            end - start + 1, 1))
8241                                 btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8242                 }
8243                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8244                 if (!inode_evicting) {
8245                         cached_state = NULL;
8246                         lock_extent_bits(tree, start, end,
8247                                          &cached_state);
8248                 }
8249
8250                 start = end + 1;
8251                 if (start < page_end)
8252                         goto again;
8253         }
8254
8255         /*
8256          * Qgroup reserved space handler
8257          * Page here will be either
8258          * 1) Already written to disk or ordered extent already submitted
8259          *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleaned.
8260          *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8261          *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8262          *
8263          * 2) Not written to disk yet
8264          *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the QGROUP_RESERVED
8265          *    bit of its io_tree, and free the qgroup reserved data space.
8266          *    Since the IO will never happen for this page.
8267          */
8268         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, page_start, PAGE_SIZE);
8269         if (!inode_evicting) {
8270                 clear_extent_bit(tree, page_start, page_end, EXTENT_LOCKED |
8271                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
8272                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1, 1,
8273                                  &cached_state);
8274
8275                 __btrfs_releasepage(page, GFP_NOFS);
8276         }
8277
8278         ClearPageChecked(page);
8279         detach_page_private(page);
8280 }
8281
8282 /*
8283  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8284  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8285  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8286  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8287  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8288  * support these features.
8289  *
8290  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8291  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8292  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8293  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8294  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8295  * unlock the page.
8296  */
8297 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8298 {
8299         struct page *page = vmf->page;
8300         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8301         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8302         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8303         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8304         struct extent_state *cached_state = NULL;
8305         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8306         char *kaddr;
8307         unsigned long zero_start;
8308         loff_t size;
8309         vm_fault_t ret;
8310         int ret2;
8311         int reserved = 0;
8312         u64 reserved_space;
8313         u64 page_start;
8314         u64 page_end;
8315         u64 end;
8316
8317         reserved_space = PAGE_SIZE;
8318
8319         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8320         page_start = page_offset(page);
8321         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8322         end = page_end;
8323
8324         /*
8325          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8326          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8327          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8328          * dirty page write out, then the btrfs_writepage() function could
8329          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8330          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8331          */
8332         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8333                                             page_start, reserved_space);
8334         if (!ret2) {
8335                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8336                 reserved = 1;
8337         }
8338         if (ret2) {
8339                 ret = vmf_error(ret2);
8340                 if (reserved)
8341                         goto out;
8342                 goto out_noreserve;
8343         }
8344
8345         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8346 again:
8347         lock_page(page);
8348         size = i_size_read(inode);
8349
8350         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8351             (page_start >= size)) {
8352                 /* page got truncated out from underneath us */
8353                 goto out_unlock;
8354         }
8355         wait_on_page_writeback(page);
8356
8357         lock_extent_bits(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8358         set_page_extent_mapped(page);
8359
8360         /*
8361          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8362          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8363          */
8364         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8365                         PAGE_SIZE);
8366         if (ordered) {
8367                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8368                                      &cached_state);
8369                 unlock_page(page);
8370                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
8371                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8372                 goto again;
8373         }
8374
8375         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8376                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8377                                           fs_info->sectorsize);
8378                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8379                         end = page_start + reserved_space - 1;
8380                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8381                                         data_reserved, page_start,
8382                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8383                 }
8384         }
8385
8386         /*
8387          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8388          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8389          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8390          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8391          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8392          */
8393         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8394                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8395                           EXTENT_DEFRAG, 0, 0, &cached_state);
8396
8397         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8398                                         &cached_state);
8399         if (ret2) {
8400                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8401                                      &cached_state);
8402                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8403                 goto out_unlock;
8404         }
8405
8406         /* page is wholly or partially inside EOF */
8407         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8408                 zero_start = offset_in_page(size);
8409         else
8410                 zero_start = PAGE_SIZE;
8411
8412         if (zero_start != PAGE_SIZE) {
8413                 kaddr = kmap(page);
8414                 memset(kaddr + zero_start, 0, PAGE_SIZE - zero_start);
8415                 flush_dcache_page(page);
8416                 kunmap(page);
8417         }
8418         ClearPageChecked(page);
8419         set_page_dirty(page);
8420         SetPageUptodate(page);
8421
8422         BTRFS_I(inode)->last_trans = fs_info->generation;
8423         BTRFS_I(inode)->last_sub_trans = BTRFS_I(inode)->root->log_transid;
8424         BTRFS_I(inode)->last_log_commit = BTRFS_I(inode)->root->last_log_commit;
8425
8426         unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8427
8428         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8429         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8430         extent_changeset_free(data_reserved);
8431         return VM_FAULT_LOCKED;
8432
8433 out_unlock:
8434         unlock_page(page);
8435 out:
8436         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8437         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8438                                      reserved_space, (ret != 0));
8439 out_noreserve:
8440         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8441         extent_changeset_free(data_reserved);
8442         return ret;
8443 }
8444
8445 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback)
8446 {
8447         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8448         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8449         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8450         int ret;
8451         struct btrfs_trans_handle *trans;
8452         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8453         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8454
8455         if (!skip_writeback) {
8456                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, inode->i_size & (~mask),
8457                                                (u64)-1);
8458                 if (ret)
8459                         return ret;
8460         }
8461
8462         /*
8463          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8464          * things going on here:
8465          *
8466          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8467          *
8468          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8469          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8470          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8471          * very much snapshotting).
8472          *
8473          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8474          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8475          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8476          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8477          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8478          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8479          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8480          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8481          * done separately as well.
8482          *
8483          * So that leaves us with
8484          *
8485          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8486          * transaction reservation.
8487          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8488          * updating the inode.
8489          */
8490         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8491         if (!rsv)
8492                 return -ENOMEM;
8493         rsv->size = min_size;
8494         rsv->failfast = 1;
8495
8496         /*
8497          * 1 for the truncate slack space
8498          * 1 for updating the inode.
8499          */
8500         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8501         if (IS_ERR(trans)) {
8502                 ret = PTR_ERR(trans);
8503                 goto out;
8504         }
8505
8506         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8507         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8508                                       min_size, false);
8509         BUG_ON(ret);
8510
8511         /*
8512          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8513          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8514          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8515          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8516          * safe.
8517          */
8518         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
8519         trans->block_rsv = rsv;
8520
8521         while (1) {
8522                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, inode,
8523                                                  inode->i_size,
8524                                                  BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
8525                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8526                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8527                         break;
8528
8529                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8530                 if (ret)
8531                         break;
8532
8533                 btrfs_end_transaction(trans);
8534                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8535
8536                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8537                 if (IS_ERR(trans)) {
8538                         ret = PTR_ERR(trans);
8539                         trans = NULL;
8540                         break;
8541                 }
8542
8543                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8544                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8545                                               rsv, min_size, false);
8546                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8547                 trans->block_rsv = rsv;
8548         }
8549
8550         /*
8551          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8552          * deadlock with freeze, if we got NEED_TRUNCATE_BLOCK then we know
8553          * we've truncated everything except the last little bit, and can do
8554          * btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8555          */
8556         if (ret == NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8557                 btrfs_end_transaction(trans);
8558                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8559
8560                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->i_size, 0, 0);
8561                 if (ret)
8562                         goto out;
8563                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8564                 if (IS_ERR(trans)) {
8565                         ret = PTR_ERR(trans);
8566                         goto out;
8567                 }
8568                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8569         }
8570
8571         if (trans) {
8572                 int ret2;
8573
8574                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8575                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8576                 if (ret2 && !ret)
8577                         ret = ret2;
8578
8579                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8580                 if (ret2 && !ret)
8581                         ret = ret2;
8582                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8583         }
8584 out:
8585         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8586
8587         return ret;
8588 }
8589
8590 /*
8591  * create a new subvolume directory/inode (helper for the ioctl).
8592  */
8593 int btrfs_create_subvol_root(struct btrfs_trans_handle *trans,
8594                              struct btrfs_root *new_root,
8595                              struct btrfs_root *parent_root,
8596                              u64 new_dirid)
8597 {
8598         struct inode *inode;
8599         int err;
8600         u64 index = 0;
8601
8602         inode = btrfs_new_inode(trans, new_root, NULL, "..", 2,
8603                                 new_dirid, new_dirid,
8604                                 S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO),
8605                                 &index);
8606         if (IS_ERR(inode))
8607                 return PTR_ERR(inode);
8608         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8609         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8610
8611         set_nlink(inode, 1);
8612         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
8613         unlock_new_inode(inode);
8614
8615         err = btrfs_subvol_inherit_props(trans, new_root, parent_root);
8616         if (err)
8617                 btrfs_err(new_root->fs_info,
8618                           "error inheriting subvolume %llu properties: %d",
8619                           new_root->root_key.objectid, err);
8620
8621         err = btrfs_update_inode(trans, new_root, inode);
8622
8623         iput(inode);
8624         return err;
8625 }
8626
8627 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8628 {
8629         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8630         struct btrfs_inode *ei;
8631         struct inode *inode;
8632
8633         ei = kmem_cache_alloc(btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8634         if (!ei)
8635                 return NULL;
8636
8637         ei->root = NULL;
8638         ei->generation = 0;
8639         ei->last_trans = 0;
8640         ei->last_sub_trans = 0;
8641         ei->logged_trans = 0;
8642         ei->delalloc_bytes = 0;
8643         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8644         ei->defrag_bytes = 0;
8645         ei->disk_i_size = 0;
8646         ei->flags = 0;
8647         ei->csum_bytes = 0;
8648         ei->index_cnt = (u64)-1;
8649         ei->dir_index = 0;
8650         ei->last_unlink_trans = 0;
8651         ei->last_reflink_trans = 0;
8652         ei->last_log_commit = 0;
8653
8654         spin_lock_init(&ei->lock);
8655         ei->outstanding_extents = 0;
8656         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8657                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8658                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8659         ei->runtime_flags = 0;
8660         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8661         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8662
8663         ei->delayed_node = NULL;
8664
8665         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8666         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8667
8668         inode = &ei->vfs_inode;
8669         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8670         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO, inode);
8671         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_failure_tree,
8672                             IO_TREE_INODE_IO_FAILURE, inode);
8673         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8674                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT, inode);
8675         ei->io_tree.track_uptodate = true;
8676         ei->io_failure_tree.track_uptodate = true;
8677         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
8678         mutex_init(&ei->log_mutex);
8679         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8680         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8681         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8682         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8683         init_rwsem(&ei->dio_sem);
8684
8685         return inode;
8686 }
8687
8688 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8689 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8690 {
8691         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, 0);
8692         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8693 }
8694 #endif
8695
8696 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8697 {
8698         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8699 }
8700
8701 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8702 {
8703         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8704         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8705         struct btrfs_root *root = inode->root;
8706
8707         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8708         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8709         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8710         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8711         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8712         WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8713         WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8714         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8715         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8716
8717         /*
8718          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8719          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8720          * created.
8721          */
8722         if (!root)
8723                 return;
8724
8725         while (1) {
8726                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8727                 if (!ordered)
8728                         break;
8729                 else {
8730                         btrfs_err(root->fs_info,
8731                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8732                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8733                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8734                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8735                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8736                 }
8737         }
8738         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8739         inode_tree_del(inode);
8740         btrfs_drop_extent_cache(inode, 0, (u64)-1, 0);
8741         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8742         btrfs_put_root(inode->root);
8743 }
8744
8745 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8746 {
8747         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8748
8749         if (root == NULL)
8750                 return 1;
8751
8752         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8753         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8754                 return 1;
8755         else
8756                 return generic_drop_inode(inode);
8757 }
8758
8759 static void init_once(void *foo)
8760 {
8761         struct btrfs_inode *ei = (struct btrfs_inode *) foo;
8762
8763         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8764 }
8765
8766 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8767 {
8768         /*
8769          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8770          * destroy cache.
8771          */
8772         rcu_barrier();
8773         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8774         kmem_cache_destroy(btrfs_trans_handle_cachep);
8775         kmem_cache_destroy(btrfs_path_cachep);
8776         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_cachep);
8777         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_bitmap_cachep);
8778 }
8779
8780 int __init btrfs_init_cachep(void)
8781 {
8782         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8783                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8784                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8785                         init_once);
8786         if (!btrfs_inode_cachep)
8787                 goto fail;
8788
8789         btrfs_trans_handle_cachep = kmem_cache_create("btrfs_trans_handle",
8790                         sizeof(struct btrfs_trans_handle), 0,
8791                         SLAB_TEMPORARY | SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8792         if (!btrfs_trans_handle_cachep)
8793                 goto fail;
8794
8795         btrfs_path_cachep = kmem_cache_create("btrfs_path",
8796                         sizeof(struct btrfs_path), 0,
8797                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8798         if (!btrfs_path_cachep)
8799                 goto fail;
8800
8801         btrfs_free_space_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space",
8802                         sizeof(struct btrfs_free_space), 0,
8803                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8804         if (!btrfs_free_space_cachep)
8805                 goto fail;
8806
8807         btrfs_free_space_bitmap_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space_bitmap",
8808                                                         PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
8809                                                         SLAB_RED_ZONE, NULL);
8810         if (!btrfs_free_space_bitmap_cachep)
8811                 goto fail;
8812
8813         return 0;
8814 fail:
8815         btrfs_destroy_cachep();
8816         return -ENOMEM;
8817 }
8818
8819 static int btrfs_getattr(const struct path *path, struct kstat *stat,
8820                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8821 {
8822         u64 delalloc_bytes;
8823         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8824         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8825         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8826
8827         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8828         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
8829         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
8830         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8831                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8832         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8833                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8834         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8835                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8836         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8837                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8838
8839         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8840                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8841                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8842                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8843
8844         generic_fillattr(inode, stat);
8845         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8846
8847         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8848         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8849         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8850         stat->blocks = (ALIGN(inode_get_bytes(inode), blocksize) +
8851                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> 9;
8852         return 0;
8853 }
8854
8855 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8856                               struct dentry *old_dentry,
8857                               struct inode *new_dir,
8858                               struct dentry *new_dentry)
8859 {
8860         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8861         struct btrfs_trans_handle *trans;
8862         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8863         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8864         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8865         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8866         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
8867         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8868         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8869         u64 old_idx = 0;
8870         u64 new_idx = 0;
8871         int ret;
8872         int ret2;
8873         bool root_log_pinned = false;
8874         bool dest_log_pinned = false;
8875
8876         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
8877         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
8878                 return -EXDEV;
8879
8880         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8881         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8882             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8883                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8884
8885         /*
8886          * We want to reserve the absolute worst case amount of items.  So if
8887          * both inodes are subvols and we need to unlink them then that would
8888          * require 4 item modifications, but if they are both normal inodes it
8889          * would require 5 item modifications, so we'll assume their normal
8890          * inodes.  So 5 * 2 is 10, plus 2 for the new links, so 12 total items
8891          * should cover the worst case number of items we'll modify.
8892          */
8893         trans = btrfs_start_transaction(root, 12);
8894         if (IS_ERR(trans)) {
8895                 ret = PTR_ERR(trans);
8896                 goto out_notrans;
8897         }
8898
8899         if (dest != root)
8900                 btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8901
8902         /*
8903          * We need to find a free sequence number both in the source and
8904          * in the destination directory for the exchange.
8905          */
8906         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8907         if (ret)
8908                 goto out_fail;
8909         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8910         if (ret)
8911                 goto out_fail;
8912
8913         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8914         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8915
8916         /* Reference for the source. */
8917         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8918                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8919                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8920         } else {
8921                 btrfs_pin_log_trans(root);
8922                 root_log_pinned = true;
8923                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
8924                                              new_dentry->d_name.name,
8925                                              new_dentry->d_name.len,
8926                                              old_ino,
8927                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8928                                              old_idx);
8929                 if (ret)
8930                         goto out_fail;
8931         }
8932
8933         /* And now for the dest. */
8934         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8935                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8936                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8937         } else {
8938                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8939                 dest_log_pinned = true;
8940                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root,
8941                                              old_dentry->d_name.name,
8942                                              old_dentry->d_name.len,
8943                                              new_ino,
8944                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8945                                              new_idx);
8946                 if (ret)
8947                         goto out_fail;
8948         }
8949
8950         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8951         inode_inc_iversion(old_dir);
8952         inode_inc_iversion(new_dir);
8953         inode_inc_iversion(old_inode);
8954         inode_inc_iversion(new_inode);
8955         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime = ctime;
8956         new_dir->i_ctime = new_dir->i_mtime = ctime;
8957         old_inode->i_ctime = ctime;
8958         new_inode->i_ctime = ctime;
8959
8960         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8961                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8962                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
8963                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8964                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
8965         }
8966
8967         /* src is a subvolume */
8968         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8969                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
8970         } else { /* src is an inode */
8971                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, root, BTRFS_I(old_dir),
8972                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8973                                            old_dentry->d_name.name,
8974                                            old_dentry->d_name.len);
8975                 if (!ret)
8976                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, old_inode);
8977         }
8978         if (ret) {
8979                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8980                 goto out_fail;
8981         }
8982
8983         /* dest is a subvolume */
8984         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8985                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
8986         } else { /* dest is an inode */
8987                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_dir),
8988                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8989                                            new_dentry->d_name.name,
8990                                            new_dentry->d_name.len);
8991                 if (!ret)
8992                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, new_inode);
8993         }
8994         if (ret) {
8995                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8996                 goto out_fail;
8997         }
8998
8999         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9000                              new_dentry->d_name.name,
9001                              new_dentry->d_name.len, 0, old_idx);
9002         if (ret) {
9003                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9004                 goto out_fail;
9005         }
9006
9007         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
9008                              old_dentry->d_name.name,
9009                              old_dentry->d_name.len, 0, new_idx);
9010         if (ret) {
9011                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9012                 goto out_fail;
9013         }
9014
9015         if (old_inode->i_nlink == 1)
9016                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
9017         if (new_inode->i_nlink == 1)
9018                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9019
9020         if (root_log_pinned) {
9021                 btrfs_log_new_name(trans, BTRFS_I(old_inode), BTRFS_I(old_dir),
9022                                    new_dentry->d_parent);
9023                 btrfs_end_log_trans(root);
9024                 root_log_pinned = false;
9025         }
9026         if (dest_log_pinned) {
9027                 btrfs_log_new_name(trans, BTRFS_I(new_inode), BTRFS_I(new_dir),
9028                                    old_dentry->d_parent);
9029                 btrfs_end_log_trans(dest);
9030                 dest_log_pinned = false;
9031         }
9032 out_fail:
9033         /*
9034          * If we have pinned a log and an error happened, we unpin tasks
9035          * trying to sync the log and force them to fallback to a transaction
9036          * commit if the log currently contains any of the inodes involved in
9037          * this rename operation (to ensure we do not persist a log with an
9038          * inconsistent state for any of these inodes or leading to any
9039          * inconsistencies when replayed). If the transaction was aborted, the
9040          * abortion reason is propagated to userspace when attempting to commit
9041          * the transaction. If the log does not contain any of these inodes, we
9042          * allow the tasks to sync it.
9043          */
9044         if (ret && (root_log_pinned || dest_log_pinned)) {
9045                 if (btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(old_dir), fs_info->generation) ||
9046                     btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(new_dir), fs_info->generation) ||
9047                     btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(old_inode), fs_info->generation) ||
9048                     (new_inode &&
9049                      btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(new_inode), fs_info->generation)))
9050                         btrfs_set_log_full_commit(trans);
9051
9052                 if (root_log_pinned) {
9053                         btrfs_end_log_trans(root);
9054                         root_log_pinned = false;
9055                 }
9056                 if (dest_log_pinned) {
9057                         btrfs_end_log_trans(dest);
9058                         dest_log_pinned = false;
9059                 }
9060         }
9061         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9062         ret = ret ? ret : ret2;
9063 out_notrans:
9064         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9065             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9066                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9067
9068         return ret;
9069 }
9070
9071 static int btrfs_whiteout_for_rename(struct btrfs_trans_handle *trans,
9072                                      struct btrfs_root *root,
9073                                      struct inode *dir,
9074                                      struct dentry *dentry)
9075 {
9076         int ret;
9077         struct inode *inode;
9078         u64 objectid;
9079         u64 index;
9080
9081         ret = btrfs_find_free_ino(root, &objectid);
9082         if (ret)
9083                 return ret;
9084
9085         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir,
9086                                 dentry->d_name.name,
9087                                 dentry->d_name.len,
9088                                 btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
9089                                 objectid,
9090                                 S_IFCHR | WHITEOUT_MODE,
9091                                 &index);
9092
9093         if (IS_ERR(inode)) {
9094                 ret = PTR_ERR(inode);
9095                 return ret;
9096         }
9097
9098         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9099         init_special_inode(inode, inode->i_mode,
9100                 WHITEOUT_DEV);
9101
9102         ret = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir,
9103                                 &dentry->d_name);
9104         if (ret)
9105                 goto out;
9106
9107         ret = btrfs_add_nondir(trans, BTRFS_I(dir), dentry,
9108                                 BTRFS_I(inode), 0, index);
9109         if (ret)
9110                 goto out;
9111
9112         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
9113 out:
9114         unlock_new_inode(inode);
9115         if (ret)
9116                 inode_dec_link_count(inode);
9117         iput(inode);
9118
9119         return ret;
9120 }
9121
9122 static int btrfs_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9123                            struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9124                            unsigned int flags)
9125 {
9126         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9127         struct btrfs_trans_handle *trans;
9128         unsigned int trans_num_items;
9129         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9130         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9131         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9132         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9133         u64 index = 0;
9134         int ret;
9135         int ret2;
9136         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9137         bool log_pinned = false;
9138
9139         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9140                 return -EPERM;
9141
9142         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9143         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9144                 return -EXDEV;
9145
9146         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9147             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9148                 return -ENOTEMPTY;
9149
9150         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9151             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9152                 return -ENOTEMPTY;
9153
9154
9155         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9156         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino,
9157                              new_dentry->d_name.name,
9158                              new_dentry->d_name.len);
9159
9160         if (ret) {
9161                 if (ret == -EEXIST) {
9162                         /* we shouldn't get
9163                          * eexist without a new_inode */
9164                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9165                                 return ret;
9166                         }
9167                 } else {
9168                         /* maybe -EOVERFLOW */
9169                         return ret;
9170                 }
9171         }
9172         ret = 0;
9173
9174         /*
9175          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9176          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9177          */
9178         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9179                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9180
9181         /* close the racy window with snapshot create/destroy ioctl */
9182         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9183                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9184         /*
9185          * We want to reserve the absolute worst case amount of items.  So if
9186          * both inodes are subvols and we need to unlink them then that would
9187          * require 4 item modifications, but if they are both normal inodes it
9188          * would require 5 item modifications, so we'll assume they are normal
9189          * inodes.  So 5 * 2 is 10, plus 1 for the new link, so 11 total items
9190          * should cover the worst case number of items we'll modify.
9191          * If our rename has the whiteout flag, we need more 5 units for the
9192          * new inode (1 inode item, 1 inode ref, 2 dir items and 1 xattr item
9193          * when selinux is enabled).
9194          */
9195         trans_num_items = 11;
9196         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9197                 trans_num_items += 5;
9198         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9199         if (IS_ERR(trans)) {
9200                 ret = PTR_ERR(trans);
9201                 goto out_notrans;
9202         }
9203
9204         if (dest != root)
9205                 btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9206
9207         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9208         if (ret)
9209                 goto out_fail;
9210
9211         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9212         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9213                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9214                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9215         } else {
9216                 btrfs_pin_log_trans(root);
9217                 log_pinned = true;
9218                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9219                                              new_dentry->d_name.name,
9220                                              new_dentry->d_name.len,
9221                                              old_ino,
9222                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)), index);
9223                 if (ret)
9224                         goto out_fail;
9225         }
9226
9227         inode_inc_iversion(old_dir);
9228         inode_inc_iversion(new_dir);
9229         inode_inc_iversion(old_inode);
9230         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime =
9231         new_dir->i_ctime = new_dir->i_mtime =
9232         old_inode->i_ctime = current_time(old_dir);
9233
9234         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9235                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9236                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9237
9238         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9239                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9240         } else {
9241                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, root, BTRFS_I(old_dir),
9242                                         BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9243                                         old_dentry->d_name.name,
9244                                         old_dentry->d_name.len);
9245                 if (!ret)
9246                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, old_inode);
9247         }
9248         if (ret) {
9249                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9250                 goto out_fail;
9251         }
9252
9253         if (new_inode) {
9254                 inode_inc_iversion(new_inode);
9255                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9256                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9257                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9258                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9259                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9260                 } else {
9261                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_dir),
9262                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9263                                                  new_dentry->d_name.name,
9264                                                  new_dentry->d_name.len);
9265                 }
9266                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9267                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9268                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9269                 if (ret) {
9270                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9271                         goto out_fail;
9272                 }
9273         }
9274
9275         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9276                              new_dentry->d_name.name,
9277                              new_dentry->d_name.len, 0, index);
9278         if (ret) {
9279                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9280                 goto out_fail;
9281         }
9282
9283         if (old_inode->i_nlink == 1)
9284                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9285
9286         if (log_pinned) {
9287                 btrfs_log_new_name(trans, BTRFS_I(old_inode), BTRFS_I(old_dir),
9288                                    new_dentry->d_parent);
9289                 btrfs_end_log_trans(root);
9290                 log_pinned = false;
9291         }
9292
9293         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9294                 ret = btrfs_whiteout_for_rename(trans, root, old_dir,
9295                                                 old_dentry);
9296
9297                 if (ret) {
9298                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9299                         goto out_fail;
9300                 }
9301         }
9302 out_fail:
9303         /*
9304          * If we have pinned the log and an error happened, we unpin tasks
9305          * trying to sync the log and force them to fallback to a transaction
9306          * commit if the log currently contains any of the inodes involved in
9307          * this rename operation (to ensure we do not persist a log with an
9308          * inconsistent state for any of these inodes or leading to any
9309          * inconsistencies when replayed). If the transaction was aborted, the
9310          * abortion reason is propagated to userspace when attempting to commit
9311          * the transaction. If the log does not contain any of these inodes, we
9312          * allow the tasks to sync it.
9313          */
9314         if (ret && log_pinned) {
9315                 if (btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(old_dir), fs_info->generation) ||
9316                     btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(new_dir), fs_info->generation) ||
9317                     btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(old_inode), fs_info->generation) ||
9318                     (new_inode &&
9319                      btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(new_inode), fs_info->generation)))
9320                         btrfs_set_log_full_commit(trans);
9321
9322                 btrfs_end_log_trans(root);
9323                 log_pinned = false;
9324         }
9325         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9326         ret = ret ? ret : ret2;
9327 out_notrans:
9328         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9329                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9330
9331         return ret;
9332 }
9333
9334 static int btrfs_rename2(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9335                          struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9336                          unsigned int flags)
9337 {
9338         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9339                 return -EINVAL;
9340
9341         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9342                 return btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9343                                           new_dentry);
9344
9345         return btrfs_rename(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry, flags);
9346 }
9347
9348 struct btrfs_delalloc_work {
9349         struct inode *inode;
9350         struct completion completion;
9351         struct list_head list;
9352         struct btrfs_work work;
9353 };
9354
9355 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9356 {
9357         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9358         struct inode *inode;
9359
9360         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9361                                      work);
9362         inode = delalloc_work->inode;
9363         filemap_flush(inode->i_mapping);
9364         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9365                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9366                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9367
9368         iput(inode);
9369         complete(&delalloc_work->completion);
9370 }
9371
9372 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9373 {
9374         struct btrfs_delalloc_work *work;
9375
9376         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9377         if (!work)
9378                 return NULL;
9379
9380         init_completion(&work->completion);
9381         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9382         work->inode = inode;
9383         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9384
9385         return work;
9386 }
9387
9388 /*
9389  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9390  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9391  */
9392 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root, u64 *nr, bool snapshot)
9393 {
9394         struct btrfs_inode *binode;
9395         struct inode *inode;
9396         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9397         struct list_head works;
9398         struct list_head splice;
9399         int ret = 0;
9400
9401         INIT_LIST_HEAD(&works);
9402         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9403
9404         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9405         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9406         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9407         while (!list_empty(&splice)) {
9408                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9409                                     delalloc_inodes);
9410
9411                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9412                                &root->delalloc_inodes);
9413                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9414                 if (!inode) {
9415                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9416                         continue;
9417                 }
9418                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9419
9420                 if (snapshot)
9421                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9422                                 &binode->runtime_flags);
9423                 work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9424                 if (!work) {
9425                         iput(inode);
9426                         ret = -ENOMEM;
9427                         goto out;
9428                 }
9429                 list_add_tail(&work->list, &works);
9430                 btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9431                                  &work->work);
9432                 if (*nr != U64_MAX) {
9433                         (*nr)--;
9434                         if (*nr == 0)
9435                                 goto out;
9436                 }
9437                 cond_resched();
9438                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9439         }
9440         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9441
9442 out:
9443         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9444                 list_del_init(&work->list);
9445                 wait_for_completion(&work->completion);
9446                 kfree(work);
9447         }
9448
9449         if (!list_empty(&splice)) {
9450                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9451                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9452                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9453         }
9454         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9455         return ret;
9456 }
9457
9458 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root)
9459 {
9460         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9461         u64 nr = U64_MAX;
9462
9463         if (test_bit(BTRFS_FS_STATE_ERROR, &fs_info->fs_state))
9464                 return -EROFS;
9465
9466         return start_delalloc_inodes(root, &nr, true);
9467 }
9468
9469 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 nr)
9470 {
9471         struct btrfs_root *root;
9472         struct list_head splice;
9473         int ret;
9474
9475         if (test_bit(BTRFS_FS_STATE_ERROR, &fs_info->fs_state))
9476                 return -EROFS;
9477
9478         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9479
9480         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9481         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9482         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9483         while (!list_empty(&splice) && nr) {
9484                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9485                                         delalloc_root);
9486                 root = btrfs_grab_root(root);
9487                 BUG_ON(!root);
9488                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9489                                &fs_info->delalloc_roots);
9490                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9491
9492                 ret = start_delalloc_inodes(root, &nr, false);
9493                 btrfs_put_root(root);
9494                 if (ret < 0)
9495                         goto out;
9496                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9497         }
9498         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9499
9500         ret = 0;
9501 out:
9502         if (!list_empty(&splice)) {
9503                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9504                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9505                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9506         }
9507         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9508         return ret;
9509 }
9510
9511 static int btrfs_symlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
9512                          const char *symname)
9513 {
9514         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9515         struct btrfs_trans_handle *trans;
9516         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9517         struct btrfs_path *path;
9518         struct btrfs_key key;
9519         struct inode *inode = NULL;
9520         int err;
9521         u64 objectid;
9522         u64 index = 0;
9523         int name_len;
9524         int datasize;
9525         unsigned long ptr;
9526         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9527         struct extent_buffer *leaf;
9528
9529         name_len = strlen(symname);
9530         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9531                 return -ENAMETOOLONG;
9532
9533         /*
9534          * 2 items for inode item and ref
9535          * 2 items for dir items
9536          * 1 item for updating parent inode item
9537          * 1 item for the inline extent item
9538          * 1 item for xattr if selinux is on
9539          */
9540         trans = btrfs_start_transaction(root, 7);
9541         if (IS_ERR(trans))
9542                 return PTR_ERR(trans);
9543
9544         err = btrfs_find_free_ino(root, &objectid);
9545         if (err)
9546                 goto out_unlock;
9547
9548         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir, dentry->d_name.name,
9549                                 dentry->d_name.len, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
9550                                 objectid, S_IFLNK|S_IRWXUGO, &index);
9551         if (IS_ERR(inode)) {
9552                 err = PTR_ERR(inode);
9553                 inode = NULL;
9554                 goto out_unlock;
9555         }
9556
9557         /*
9558         * If the active LSM wants to access the inode during
9559         * d_instantiate it needs these. Smack checks to see
9560         * if the filesystem supports xattrs by looking at the
9561         * ops vector.
9562         */
9563         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9564         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9565         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9566
9567         err = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir, &dentry->d_name);
9568         if (err)
9569                 goto out_unlock;
9570
9571         path = btrfs_alloc_path();
9572         if (!path) {
9573                 err = -ENOMEM;
9574                 goto out_unlock;
9575         }
9576         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9577         key.offset = 0;
9578         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9579         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9580         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9581                                       datasize);
9582         if (err) {
9583                 btrfs_free_path(path);
9584                 goto out_unlock;
9585         }
9586         leaf = path->nodes[0];
9587         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9588                             struct btrfs_file_extent_item);
9589         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9590         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9591                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9592         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9593         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9594         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9595         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9596
9597         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9598         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9599         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9600         btrfs_free_path(path);
9601
9602         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9603         inode_nohighmem(inode);
9604         inode_set_bytes(inode, name_len);
9605         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9606         err = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
9607         /*
9608          * Last step, add directory indexes for our symlink inode. This is the
9609          * last step to avoid extra cleanup of these indexes if an error happens
9610          * elsewhere above.
9611          */
9612         if (!err)
9613                 err = btrfs_add_nondir(trans, BTRFS_I(dir), dentry,
9614                                 BTRFS_I(inode), 0, index);
9615         if (err)
9616                 goto out_unlock;
9617
9618         d_instantiate_new(dentry, inode);
9619
9620 out_unlock:
9621         btrfs_end_transaction(trans);
9622         if (err && inode) {
9623                 inode_dec_link_count(inode);
9624                 discard_new_inode(inode);
9625         }
9626         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9627         return err;
9628 }
9629
9630 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9631                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9632                                        struct inode *inode, struct btrfs_key *ins,
9633                                        u64 file_offset)
9634 {
9635         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9636         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9637         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9638         struct btrfs_path *path;
9639         u64 start = ins->objectid;
9640         u64 len = ins->offset;
9641         int ret;
9642
9643         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9644
9645         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9646         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9647         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9648         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9649         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9650         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9651         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9652
9653         ret = btrfs_qgroup_release_data(BTRFS_I(inode), file_offset, len);
9654         if (ret < 0)
9655                 return ERR_PTR(ret);
9656
9657         if (trans) {
9658                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9659                                                   file_offset, &stack_fi, ret);
9660                 if (ret)
9661                         return ERR_PTR(ret);
9662                 return trans;
9663         }
9664
9665         extent_info.disk_offset = start;
9666         extent_info.disk_len = len;
9667         extent_info.data_offset = 0;
9668         extent_info.data_len = len;
9669         extent_info.file_offset = file_offset;
9670         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9671         extent_info.is_new_extent = true;
9672         extent_info.qgroup_reserved = ret;
9673         extent_info.insertions = 0;
9674
9675         path = btrfs_alloc_path();
9676         if (!path)
9677                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9678
9679         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9680                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9681                                      &trans);
9682         btrfs_free_path(path);
9683         if (ret)
9684                 return ERR_PTR(ret);
9685
9686         return trans;
9687 }
9688
9689 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9690                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9691                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9692                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9693 {
9694         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9695         struct extent_map_tree *em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
9696         struct extent_map *em;
9697         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9698         struct btrfs_key ins;
9699         u64 cur_offset = start;
9700         u64 clear_offset = start;
9701         u64 i_size;
9702         u64 cur_bytes;
9703         u64 last_alloc = (u64)-1;
9704         int ret = 0;
9705         bool own_trans = true;
9706         u64 end = start + num_bytes - 1;
9707
9708         if (trans)
9709                 own_trans = false;
9710         while (num_bytes > 0) {
9711                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9712                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9713                 /*
9714                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9715                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9716                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9717                  * sized chunks.
9718                  */
9719                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9720                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9721                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9722                 if (ret)
9723                         break;
9724
9725                 /*
9726                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9727                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9728                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9729                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9730                  * clear_offset by our extent size.
9731                  */
9732                 clear_offset += ins.offset;
9733
9734                 last_alloc = ins.offset;
9735                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, inode, &ins, cur_offset);
9736                 /*
9737                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9738                  * decrement the number of reservations in the block group.
9739                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9740                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9741                  */
9742                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9743                 if (IS_ERR(trans)) {
9744                         ret = PTR_ERR(trans);
9745                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9746                                                    ins.offset, 0);
9747                         break;
9748                 }
9749
9750                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9751                                         cur_offset + ins.offset -1, 0);
9752
9753                 em = alloc_extent_map();
9754                 if (!em) {
9755                         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
9756                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
9757                         goto next;
9758                 }
9759
9760                 em->start = cur_offset;
9761                 em->orig_start = cur_offset;
9762                 em->len = ins.offset;
9763                 em->block_start = ins.objectid;
9764                 em->block_len = ins.offset;
9765                 em->orig_block_len = ins.offset;
9766                 em->ram_bytes = ins.offset;
9767                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9768                 em->generation = trans->transid;
9769
9770                 while (1) {
9771                         write_lock(&em_tree->lock);
9772                         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
9773                         write_unlock(&em_tree->lock);
9774                         if (ret != -EEXIST)
9775                                 break;
9776                         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9777                                                 cur_offset + ins.offset - 1,
9778                                                 0);
9779                 }
9780                 free_extent_map(em);
9781 next:
9782                 num_bytes -= ins.offset;
9783                 cur_offset += ins.offset;
9784                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9785
9786                 inode_inc_iversion(inode);
9787                 inode->i_ctime = current_time(inode);
9788                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9789                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9790                     (actual_len > inode->i_size) &&
9791                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9792                         if (cur_offset > actual_len)
9793                                 i_size = actual_len;
9794                         else
9795                                 i_size = cur_offset;
9796                         i_size_write(inode, i_size);
9797                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
9798                 }
9799
9800                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
9801
9802                 if (ret) {
9803                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9804                         if (own_trans)
9805                                 btrfs_end_transaction(trans);
9806                         break;
9807                 }
9808
9809                 if (own_trans) {
9810                         btrfs_end_transaction(trans);
9811                         trans = NULL;
9812                 }
9813         }
9814         if (clear_offset < end)
9815                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9816                         end - clear_offset + 1);
9817         return ret;
9818 }
9819
9820 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9821                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9822                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9823 {
9824         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9825                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9826                                            NULL);
9827 }
9828
9829 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9830                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9831                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9832                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9833 {
9834         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9835                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9836 }
9837
9838 static int btrfs_set_page_dirty(struct page *page)
9839 {
9840         return __set_page_dirty_nobuffers(page);
9841 }
9842
9843 static int btrfs_permission(struct inode *inode, int mask)
9844 {
9845         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9846         umode_t mode = inode->i_mode;
9847
9848         if (mask & MAY_WRITE &&
9849             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9850                 if (btrfs_root_readonly(root))
9851                         return -EROFS;
9852                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9853                         return -EACCES;
9854         }
9855         return generic_permission(inode, mask);
9856 }
9857
9858 static int btrfs_tmpfile(struct inode *dir, struct dentry *dentry, umode_t mode)
9859 {
9860         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9861         struct btrfs_trans_handle *trans;
9862         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9863         struct inode *inode = NULL;
9864         u64 objectid;
9865         u64 index;
9866         int ret = 0;
9867
9868         /*
9869          * 5 units required for adding orphan entry
9870          */
9871         trans = btrfs_start_transaction(root, 5);
9872         if (IS_ERR(trans))
9873                 return PTR_ERR(trans);
9874
9875         ret = btrfs_find_free_ino(root, &objectid);
9876         if (ret)
9877                 goto out;
9878
9879         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir, NULL, 0,
9880                         btrfs_ino(BTRFS_I(dir)), objectid, mode, &index);
9881         if (IS_ERR(inode)) {
9882                 ret = PTR_ERR(inode);
9883                 inode = NULL;
9884                 goto out;
9885         }
9886
9887         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9888         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9889
9890         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9891
9892         ret = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir, NULL);
9893         if (ret)
9894                 goto out;
9895
9896         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
9897         if (ret)
9898                 goto out;
9899         ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
9900         if (ret)
9901                 goto out;
9902
9903         /*
9904          * We set number of links to 0 in btrfs_new_inode(), and here we set
9905          * it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is 0,
9906          * through:
9907          *
9908          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9909          */
9910         set_nlink(inode, 1);
9911         d_tmpfile(dentry, inode);
9912         unlock_new_inode(inode);
9913         mark_inode_dirty(inode);
9914 out:
9915         btrfs_end_transaction(trans);
9916         if (ret && inode)
9917                 discard_new_inode(inode);
9918         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9919         return ret;
9920 }
9921
9922 void btrfs_set_range_writeback(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end)
9923 {
9924         struct inode *inode = tree->private_data;
9925         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9926         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9927         struct page *page;
9928
9929         while (index <= end_index) {
9930                 page = find_get_page(inode->i_mapping, index);
9931                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9932                 set_page_writeback(page);
9933                 put_page(page);
9934                 index++;
9935         }
9936 }
9937
9938 #ifdef CONFIG_SWAP
9939 /*
9940  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
9941  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
9942  * negative errno on failure.
9943  */
9944 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
9945                                   bool is_block_group)
9946 {
9947         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
9948         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
9949         struct rb_node **p;
9950         struct rb_node *parent = NULL;
9951
9952         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
9953         if (!sp)
9954                 return -ENOMEM;
9955         sp->ptr = ptr;
9956         sp->inode = inode;
9957         sp->is_block_group = is_block_group;
9958
9959         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
9960         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
9961         while (*p) {
9962                 parent = *p;
9963                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
9964                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
9965                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
9966                         p = &(*p)->rb_left;
9967                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
9968                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
9969                         p = &(*p)->rb_right;
9970                 } else {
9971                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
9972                         kfree(sp);
9973                         return 1;
9974                 }
9975         }
9976         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
9977         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
9978         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
9979         return 0;
9980 }
9981
9982 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
9983 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
9984 {
9985         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
9986         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
9987         struct rb_node *node, *next;
9988
9989         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
9990         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
9991         while (node) {
9992                 next = rb_next(node);
9993                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
9994                 if (sp->inode == inode) {
9995                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
9996                         if (sp->is_block_group)
9997                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
9998                         kfree(sp);
9999                 }
10000                 node = next;
10001         }
10002         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10003 }
10004
10005 struct btrfs_swap_info {
10006         u64 start;
10007         u64 block_start;
10008         u64 block_len;
10009         u64 lowest_ppage;
10010         u64 highest_ppage;
10011         unsigned long nr_pages;
10012         int nr_extents;
10013 };
10014
10015 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10016                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10017 {
10018         unsigned long nr_pages;
10019         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10020         int ret;
10021
10022         first_ppage = ALIGN(bsi->block_start, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
10023         next_ppage = ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len,
10024                                 PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
10025
10026         if (first_ppage >= next_ppage)
10027                 return 0;
10028         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10029
10030         first_ppage_reported = first_ppage;
10031         if (bsi->start == 0)
10032                 first_ppage_reported++;
10033         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10034                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10035         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10036                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10037
10038         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10039         if (ret < 0)
10040                 return ret;
10041         bsi->nr_extents += ret;
10042         bsi->nr_pages += nr_pages;
10043         return 0;
10044 }
10045
10046 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10047 {
10048         struct inode *inode = file_inode(file);
10049
10050         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10051         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10052 }
10053
10054 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10055                                sector_t *span)
10056 {
10057         struct inode *inode = file_inode(file);
10058         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10059         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10060         struct extent_state *cached_state = NULL;
10061         struct extent_map *em = NULL;
10062         struct btrfs_device *device = NULL;
10063         struct btrfs_swap_info bsi = {
10064                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10065         };
10066         int ret = 0;
10067         u64 isize;
10068         u64 start;
10069
10070         /*
10071          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10072          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10073          * we don't really care.
10074          */
10075         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10076         if (ret)
10077                 return ret;
10078
10079         /*
10080          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10081          */
10082         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10083                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10084                 return -EINVAL;
10085         }
10086         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10087                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10088                 return -EINVAL;
10089         }
10090         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10091                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10092                 return -EINVAL;
10093         }
10094
10095         /*
10096          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10097          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10098          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10099          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10100          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10101          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10102          * really worth the trouble to allow it.
10103          */
10104         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10105                 btrfs_warn(fs_info,
10106            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10107                 return -EBUSY;
10108         }
10109         /*
10110          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10111          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10112          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10113          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10114          */
10115         atomic_inc(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10116
10117         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10118
10119         lock_extent_bits(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10120         start = 0;
10121         while (start < isize) {
10122                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10123                 struct btrfs_block_group *bg;
10124                 u64 len = isize - start;
10125
10126                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10127                 if (IS_ERR(em)) {
10128                         ret = PTR_ERR(em);
10129                         goto out;
10130                 }
10131
10132                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10133                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10134                         ret = -EINVAL;
10135                         goto out;
10136                 }
10137                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10138                         /*
10139                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10140                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10141                          * big enough to store more than the swap header, but in
10142                          * case something changes in the future, let's catch it
10143                          * here rather than later.
10144                          */
10145                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10146                         ret = -EINVAL;
10147                         goto out;
10148                 }
10149                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10150                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10151                         ret = -EINVAL;
10152                         goto out;
10153                 }
10154
10155                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10156                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10157                 free_extent_map(em);
10158                 em = NULL;
10159
10160                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, true);
10161                 if (ret < 0) {
10162                         goto out;
10163                 } else if (ret) {
10164                         ret = 0;
10165                 } else {
10166                         btrfs_warn(fs_info,
10167                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10168                         ret = -EINVAL;
10169                         goto out;
10170                 }
10171
10172                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10173                 if (IS_ERR(em)) {
10174                         ret = PTR_ERR(em);
10175                         goto out;
10176                 }
10177
10178                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10179                         btrfs_warn(fs_info,
10180                                    "swapfile must have single data profile");
10181                         ret = -EINVAL;
10182                         goto out;
10183                 }
10184
10185                 if (device == NULL) {
10186                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
10187                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10188                         if (ret == 1)
10189                                 ret = 0;
10190                         else if (ret)
10191                                 goto out;
10192                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
10193                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10194                         ret = -EINVAL;
10195                         goto out;
10196                 }
10197
10198                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
10199                                         (logical_block_start - em->start));
10200                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
10201                 free_extent_map(em);
10202                 em = NULL;
10203
10204                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10205                 if (!bg) {
10206                         btrfs_warn(fs_info,
10207                            "could not find block group containing swapfile");
10208                         ret = -EINVAL;
10209                         goto out;
10210                 }
10211
10212                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10213                 if (ret) {
10214                         btrfs_put_block_group(bg);
10215                         if (ret == 1)
10216                                 ret = 0;
10217                         else
10218                                 goto out;
10219                 }
10220
10221                 if (bsi.block_len &&
10222                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10223                         bsi.block_len += len;
10224                 } else {
10225                         if (bsi.block_len) {
10226                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10227                                 if (ret)
10228                                         goto out;
10229                         }
10230                         bsi.start = start;
10231                         bsi.block_start = physical_block_start;
10232                         bsi.block_len = len;
10233                 }
10234
10235                 start += len;
10236         }
10237
10238         if (bsi.block_len)
10239                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10240
10241 out:
10242         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10243                 free_extent_map(em);
10244
10245         unlock_extent_cached(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10246
10247         if (ret)
10248                 btrfs_swap_deactivate(file);
10249
10250         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10251
10252         if (ret)
10253                 return ret;
10254
10255         if (device)
10256                 sis->bdev = device->bdev;
10257         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10258         sis->max = bsi.nr_pages;
10259         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10260         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10261         return bsi.nr_extents;
10262 }
10263 #else
10264 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10265 {
10266 }
10267
10268 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10269                                sector_t *span)
10270 {
10271         return -EOPNOTSUPP;
10272 }
10273 #endif
10274
10275 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10276         .getattr        = btrfs_getattr,
10277         .lookup         = btrfs_lookup,
10278         .create         = btrfs_create,
10279         .unlink         = btrfs_unlink,
10280         .link           = btrfs_link,
10281         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10282         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10283         .rename         = btrfs_rename2,
10284         .symlink        = btrfs_symlink,
10285         .setattr        = btrfs_setattr,
10286         .mknod          = btrfs_mknod,
10287         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10288         .permission     = btrfs_permission,
10289         .get_acl        = btrfs_get_acl,
10290         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10291         .update_time    = btrfs_update_time,
10292         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10293 };
10294
10295 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10296         .llseek         = generic_file_llseek,
10297         .read           = generic_read_dir,
10298         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10299         .open           = btrfs_opendir,
10300         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10301 #ifdef CONFIG_COMPAT
10302         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10303 #endif
10304         .release        = btrfs_release_file,
10305         .fsync          = btrfs_sync_file,
10306 };
10307
10308 /*
10309  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10310  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10311  * these extents won't change over the life of the file and they
10312  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10313  *
10314  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10315  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10316  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10317  *
10318  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10319  */
10320 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10321         .readpage       = btrfs_readpage,
10322         .writepage      = btrfs_writepage,
10323         .writepages     = btrfs_writepages,
10324         .readahead      = btrfs_readahead,
10325         .direct_IO      = noop_direct_IO,
10326         .invalidatepage = btrfs_invalidatepage,
10327         .releasepage    = btrfs_releasepage,
10328 #ifdef CONFIG_MIGRATION
10329         .migratepage    = btrfs_migratepage,
10330 #endif
10331         .set_page_dirty = btrfs_set_page_dirty,
10332         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
10333         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10334         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10335 };
10336
10337 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10338         .getattr        = btrfs_getattr,
10339         .setattr        = btrfs_setattr,
10340         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10341         .permission     = btrfs_permission,
10342         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10343         .get_acl        = btrfs_get_acl,
10344         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10345         .update_time    = btrfs_update_time,
10346 };
10347 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10348         .getattr        = btrfs_getattr,
10349         .setattr        = btrfs_setattr,
10350         .permission     = btrfs_permission,
10351         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10352         .get_acl        = btrfs_get_acl,
10353         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10354         .update_time    = btrfs_update_time,
10355 };
10356 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10357         .get_link       = page_get_link,
10358         .getattr        = btrfs_getattr,
10359         .setattr        = btrfs_setattr,
10360         .permission     = btrfs_permission,
10361         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10362         .update_time    = btrfs_update_time,
10363 };
10364
10365 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
10366         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
10367 };