Merge tag 'i2c-for-6.8-rc1-rebased' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / btrfs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <crypto/hash.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/blk-cgroup.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/writeback.h>
19 #include <linux/compat.h>
20 #include <linux/xattr.h>
21 #include <linux/posix_acl.h>
22 #include <linux/falloc.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/ratelimit.h>
25 #include <linux/btrfs.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/magic.h>
30 #include <linux/iversion.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/migrate.h>
33 #include <linux/sched/mm.h>
34 #include <linux/iomap.h>
35 #include <asm/unaligned.h>
36 #include <linux/fsverity.h>
37 #include "misc.h"
38 #include "ctree.h"
39 #include "disk-io.h"
40 #include "transaction.h"
41 #include "btrfs_inode.h"
42 #include "print-tree.h"
43 #include "ordered-data.h"
44 #include "xattr.h"
45 #include "tree-log.h"
46 #include "bio.h"
47 #include "compression.h"
48 #include "locking.h"
49 #include "free-space-cache.h"
50 #include "props.h"
51 #include "qgroup.h"
52 #include "delalloc-space.h"
53 #include "block-group.h"
54 #include "space-info.h"
55 #include "zoned.h"
56 #include "subpage.h"
57 #include "inode-item.h"
58 #include "fs.h"
59 #include "accessors.h"
60 #include "extent-tree.h"
61 #include "root-tree.h"
62 #include "defrag.h"
63 #include "dir-item.h"
64 #include "file-item.h"
65 #include "uuid-tree.h"
66 #include "ioctl.h"
67 #include "file.h"
68 #include "acl.h"
69 #include "relocation.h"
70 #include "verity.h"
71 #include "super.h"
72 #include "orphan.h"
73 #include "backref.h"
74 #include "raid-stripe-tree.h"
75
76 struct btrfs_iget_args {
77         u64 ino;
78         struct btrfs_root *root;
79 };
80
81 struct btrfs_dio_data {
82         ssize_t submitted;
83         struct extent_changeset *data_reserved;
84         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
85         bool data_space_reserved;
86         bool nocow_done;
87 };
88
89 struct btrfs_dio_private {
90         /* Range of I/O */
91         u64 file_offset;
92         u32 bytes;
93
94         /* This must be last */
95         struct btrfs_bio bbio;
96 };
97
98 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
99
100 struct btrfs_rename_ctx {
101         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
102         u64 index;
103 };
104
105 /*
106  * Used by data_reloc_print_warning_inode() to pass needed info for filename
107  * resolution and output of error message.
108  */
109 struct data_reloc_warn {
110         struct btrfs_path path;
111         struct btrfs_fs_info *fs_info;
112         u64 extent_item_size;
113         u64 logical;
114         int mirror_num;
115 };
116
117 /*
118  * For the file_extent_tree, we want to hold the inode lock when we lookup and
119  * update the disk_i_size, but lockdep will complain because our io_tree we hold
120  * the tree lock and get the inode lock when setting delalloc. These two things
121  * are unrelated, so make a class for the file_extent_tree so we don't get the
122  * two locking patterns mixed up.
123  */
124 static struct lock_class_key file_extent_tree_class;
125
126 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
127 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
128 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
129 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
130 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
131 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
132
133 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
134
135 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
136 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
137
138 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
139                                      struct page *locked_page, u64 start,
140                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
141                                      bool pages_dirty);
142 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
143                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
144                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
145                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
146                                        int type);
147
148 static int data_reloc_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
149                                           u64 root, void *warn_ctx)
150 {
151         struct data_reloc_warn *warn = warn_ctx;
152         struct btrfs_fs_info *fs_info = warn->fs_info;
153         struct extent_buffer *eb;
154         struct btrfs_inode_item *inode_item;
155         struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
156         struct btrfs_root *local_root;
157         struct btrfs_key key;
158         unsigned int nofs_flag;
159         u32 nlink;
160         int ret;
161
162         local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
163         if (IS_ERR(local_root)) {
164                 ret = PTR_ERR(local_root);
165                 goto err;
166         }
167
168         /* This makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff). */
169         key.objectid = inum;
170         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
171         key.offset = 0;
172
173         ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, &warn->path, 0, 0);
174         if (ret) {
175                 btrfs_put_root(local_root);
176                 btrfs_release_path(&warn->path);
177                 goto err;
178         }
179
180         eb = warn->path.nodes[0];
181         inode_item = btrfs_item_ptr(eb, warn->path.slots[0], struct btrfs_inode_item);
182         nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
183         btrfs_release_path(&warn->path);
184
185         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
186         ipath = init_ipath(4096, local_root, &warn->path);
187         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
188         if (IS_ERR(ipath)) {
189                 btrfs_put_root(local_root);
190                 ret = PTR_ERR(ipath);
191                 ipath = NULL;
192                 /*
193                  * -ENOMEM, not a critical error, just output an generic error
194                  * without filename.
195                  */
196                 btrfs_warn(fs_info,
197 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu, inode %llu offset %llu",
198                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset);
199                 return ret;
200         }
201         ret = paths_from_inode(inum, ipath);
202         if (ret < 0)
203                 goto err;
204
205         /*
206          * We deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
207          * hold all of the paths here
208          */
209         for (int i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; i++) {
210                 btrfs_warn(fs_info,
211 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
212                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset,
213                            fs_info->sectorsize, nlink,
214                            (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);
215         }
216
217         btrfs_put_root(local_root);
218         free_ipath(ipath);
219         return 0;
220
221 err:
222         btrfs_warn(fs_info,
223 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu, path resolving failed with ret=%d",
224                    warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset, ret);
225
226         free_ipath(ipath);
227         return ret;
228 }
229
230 /*
231  * Do extra user-friendly error output (e.g. lookup all the affected files).
232  *
233  * Return true if we succeeded doing the backref lookup.
234  * Return false if such lookup failed, and has to fallback to the old error message.
235  */
236 static void print_data_reloc_error(const struct btrfs_inode *inode, u64 file_off,
237                                    const u8 *csum, const u8 *csum_expected,
238                                    int mirror_num)
239 {
240         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
241         struct btrfs_path path = { 0 };
242         struct btrfs_key found_key = { 0 };
243         struct extent_buffer *eb;
244         struct btrfs_extent_item *ei;
245         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
246         u64 logical;
247         u64 flags;
248         u32 item_size;
249         int ret;
250
251         mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
252         logical = btrfs_get_reloc_bg_bytenr(fs_info);
253         mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
254
255         if (logical == U64_MAX) {
256                 btrfs_warn_rl(fs_info, "has data reloc tree but no running relocation");
257                 btrfs_warn_rl(fs_info,
258 "csum failed root %lld ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
259                         inode->root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), file_off,
260                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
261                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
262                         mirror_num);
263                 return;
264         }
265
266         logical += file_off;
267         btrfs_warn_rl(fs_info,
268 "csum failed root %lld ino %llu off %llu logical %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
269                         inode->root->root_key.objectid,
270                         btrfs_ino(inode), file_off, logical,
271                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
272                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
273                         mirror_num);
274
275         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, &path, &found_key, &flags);
276         if (ret < 0) {
277                 btrfs_err_rl(fs_info, "failed to lookup extent item for logical %llu: %d",
278                              logical, ret);
279                 return;
280         }
281         eb = path.nodes[0];
282         ei = btrfs_item_ptr(eb, path.slots[0], struct btrfs_extent_item);
283         item_size = btrfs_item_size(eb, path.slots[0]);
284         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
285                 unsigned long ptr = 0;
286                 u64 ref_root;
287                 u8 ref_level;
288
289                 while (true) {
290                         ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
291                                                       item_size, &ref_root,
292                                                       &ref_level);
293                         if (ret < 0) {
294                                 btrfs_warn_rl(fs_info,
295                                 "failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
296                                               logical, ret);
297                                 break;
298                         }
299                         if (ret > 0)
300                                 break;
301
302                         btrfs_warn_rl(fs_info,
303 "csum error at logical %llu mirror %u: metadata %s (level %d) in tree %llu",
304                                 logical, mirror_num,
305                                 (ref_level ? "node" : "leaf"),
306                                 ref_level, ref_root);
307                 }
308                 btrfs_release_path(&path);
309         } else {
310                 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };
311                 struct data_reloc_warn reloc_warn = { 0 };
312
313                 btrfs_release_path(&path);
314
315                 ctx.bytenr = found_key.objectid;
316                 ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
317                 ctx.fs_info = fs_info;
318
319                 reloc_warn.logical = logical;
320                 reloc_warn.extent_item_size = found_key.offset;
321                 reloc_warn.mirror_num = mirror_num;
322                 reloc_warn.fs_info = fs_info;
323
324                 iterate_extent_inodes(&ctx, true,
325                                       data_reloc_print_warning_inode, &reloc_warn);
326         }
327 }
328
329 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
330                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
331 {
332         struct btrfs_root *root = inode->root;
333         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
334
335         /* For data reloc tree, it's better to do a backref lookup instead. */
336         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
337                 return print_data_reloc_error(inode, logical_start, csum,
338                                               csum_expected, mirror_num);
339
340         /* Output without objectid, which is more meaningful */
341         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
342                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
343 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
344                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
345                         logical_start,
346                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
347                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
348                         mirror_num);
349         } else {
350                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
351 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
352                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
353                         logical_start,
354                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
355                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
356                         mirror_num);
357         }
358 }
359
360 /*
361  * Lock inode i_rwsem based on arguments passed.
362  *
363  * ilock_flags can have the following bit set:
364  *
365  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
366  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
367  *                   return -EAGAIN
368  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
369  */
370 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
371 {
372         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
373                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
374                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
375                                 return -EAGAIN;
376                         else
377                                 return 0;
378                 }
379                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
380         } else {
381                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
382                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
383                                 return -EAGAIN;
384                         else
385                                 return 0;
386                 }
387                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
388         }
389         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
390                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
391         return 0;
392 }
393
394 /*
395  * Unock inode i_rwsem.
396  *
397  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
398  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
399  */
400 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
401 {
402         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
403                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
404         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
405                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
406         else
407                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
408 }
409
410 /*
411  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
412  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
413  *
414  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
415  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
416  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
417  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
418  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
419  */
420 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
421                                                  struct page *locked_page,
422                                                  u64 offset, u64 bytes)
423 {
424         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
425         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
426         u64 page_start = 0, page_end = 0;
427         struct page *page;
428
429         if (locked_page) {
430                 page_start = page_offset(locked_page);
431                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
432         }
433
434         while (index <= end_index) {
435                 /*
436                  * For locked page, we will call btrfs_mark_ordered_io_finished
437                  * through btrfs_mark_ordered_io_finished() on it
438                  * in run_delalloc_range() for the error handling, which will
439                  * clear page Ordered and run the ordered extent accounting.
440                  *
441                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
442                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
443                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
444                  */
445                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
446                         index++;
447                         continue;
448                 }
449                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
450                 index++;
451                 if (!page)
452                         continue;
453
454                 /*
455                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
456                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
457                  * the ordered extent accounting for the range.
458                  */
459                 btrfs_folio_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info,
460                                                 page_folio(page), offset, bytes);
461                 put_page(page);
462         }
463
464         if (locked_page) {
465                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
466                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
467                         return;
468                 /*
469                  * In case this page belongs to the delalloc range being
470                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
471                  * going to be properly cleaned up by the caller of
472                  * run_delalloc_range
473                  */
474                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
475                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
476                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
477                 }
478         }
479
480         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
481 }
482
483 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
484
485 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
486                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
487 {
488         int err;
489
490         if (args->default_acl) {
491                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
492                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
493                 if (err)
494                         return err;
495         }
496         if (args->acl) {
497                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
498                 if (err)
499                         return err;
500         }
501         if (!args->default_acl && !args->acl)
502                 cache_no_acl(args->inode);
503         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
504                                          &args->dentry->d_name);
505 }
506
507 /*
508  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
509  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
510  * no overlapping inline items exist in the btree
511  */
512 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
513                                 struct btrfs_path *path,
514                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
515                                 size_t size, size_t compressed_size,
516                                 int compress_type,
517                                 struct page **compressed_pages,
518                                 bool update_i_size)
519 {
520         struct btrfs_root *root = inode->root;
521         struct extent_buffer *leaf;
522         struct page *page = NULL;
523         char *kaddr;
524         unsigned long ptr;
525         struct btrfs_file_extent_item *ei;
526         int ret;
527         size_t cur_size = size;
528         u64 i_size;
529
530         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
531                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
532
533         if (compressed_size && compressed_pages)
534                 cur_size = compressed_size;
535
536         if (!extent_inserted) {
537                 struct btrfs_key key;
538                 size_t datasize;
539
540                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
541                 key.offset = 0;
542                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
543
544                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
545                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
546                                               datasize);
547                 if (ret)
548                         goto fail;
549         }
550         leaf = path->nodes[0];
551         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
552                             struct btrfs_file_extent_item);
553         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
554         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
555         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
556         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
557         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
558         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
559
560         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
561                 struct page *cpage;
562                 int i = 0;
563                 while (compressed_size > 0) {
564                         cpage = compressed_pages[i];
565                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
566                                        PAGE_SIZE);
567
568                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
569                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
570                         kunmap_local(kaddr);
571
572                         i++;
573                         ptr += cur_size;
574                         compressed_size -= cur_size;
575                 }
576                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
577                                                   compress_type);
578         } else {
579                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
580                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
581                 kaddr = kmap_local_page(page);
582                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
583                 kunmap_local(kaddr);
584                 put_page(page);
585         }
586         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
587         btrfs_release_path(path);
588
589         /*
590          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
591          * sake.
592          */
593         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
594                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
595         if (ret)
596                 goto fail;
597
598         /*
599          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
600          * without locking a page we already have locked.
601          *
602          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
603          * Otherwise we could end up racing with unlink.
604          */
605         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
606         if (update_i_size && size > i_size) {
607                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
608                 i_size = size;
609         }
610         inode->disk_i_size = i_size;
611
612 fail:
613         return ret;
614 }
615
616
617 /*
618  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
619  * does the checks required to make sure the data is small enough
620  * to fit as an inline extent.
621  */
622 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
623                                           size_t compressed_size,
624                                           int compress_type,
625                                           struct page **compressed_pages,
626                                           bool update_i_size)
627 {
628         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
629         struct btrfs_root *root = inode->root;
630         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
631         struct btrfs_trans_handle *trans;
632         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
633         int ret;
634         struct btrfs_path *path;
635
636         /*
637          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
638          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
639          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
640          * size.
641          */
642         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
643             size > fs_info->sectorsize ||
644             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
645             data_len > fs_info->max_inline)
646                 return 1;
647
648         path = btrfs_alloc_path();
649         if (!path)
650                 return -ENOMEM;
651
652         trans = btrfs_join_transaction(root);
653         if (IS_ERR(trans)) {
654                 btrfs_free_path(path);
655                 return PTR_ERR(trans);
656         }
657         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
658
659         drop_args.path = path;
660         drop_args.start = 0;
661         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
662         drop_args.drop_cache = true;
663         drop_args.replace_extent = true;
664         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
665         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
666         if (ret) {
667                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
668                 goto out;
669         }
670
671         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
672                                    size, compressed_size, compress_type,
673                                    compressed_pages, update_i_size);
674         if (ret && ret != -ENOSPC) {
675                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
676                 goto out;
677         } else if (ret == -ENOSPC) {
678                 ret = 1;
679                 goto out;
680         }
681
682         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
683         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
684         if (ret && ret != -ENOSPC) {
685                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
686                 goto out;
687         } else if (ret == -ENOSPC) {
688                 ret = 1;
689                 goto out;
690         }
691
692         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
693 out:
694         /*
695          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
696          * it won't count as data extent, free them directly here.
697          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
698          * just free one page here.
699          */
700         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE, NULL);
701         btrfs_free_path(path);
702         btrfs_end_transaction(trans);
703         return ret;
704 }
705
706 struct async_extent {
707         u64 start;
708         u64 ram_size;
709         u64 compressed_size;
710         struct page **pages;
711         unsigned long nr_pages;
712         int compress_type;
713         struct list_head list;
714 };
715
716 struct async_chunk {
717         struct btrfs_inode *inode;
718         struct page *locked_page;
719         u64 start;
720         u64 end;
721         blk_opf_t write_flags;
722         struct list_head extents;
723         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
724         struct btrfs_work work;
725         struct async_cow *async_cow;
726 };
727
728 struct async_cow {
729         atomic_t num_chunks;
730         struct async_chunk chunks[];
731 };
732
733 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
734                                      u64 start, u64 ram_size,
735                                      u64 compressed_size,
736                                      struct page **pages,
737                                      unsigned long nr_pages,
738                                      int compress_type)
739 {
740         struct async_extent *async_extent;
741
742         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
743         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
744         async_extent->start = start;
745         async_extent->ram_size = ram_size;
746         async_extent->compressed_size = compressed_size;
747         async_extent->pages = pages;
748         async_extent->nr_pages = nr_pages;
749         async_extent->compress_type = compress_type;
750         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
751         return 0;
752 }
753
754 /*
755  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
756  * options, defragmentation, properties or heuristics.
757  */
758 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
759                                       u64 end)
760 {
761         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
762
763         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
764                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
765                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
766                         btrfs_ino(inode));
767                 return 0;
768         }
769         /*
770          * Special check for subpage.
771          *
772          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
773          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
774          *
775          * 0            32K             64K
776          * |    |///////|       |///////|
777          *              \- A            \- B
778          *
779          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
780          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
781          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
782          *
783          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
784          * if the range is fully page aligned.
785          *
786          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
787          * the tailing partial page will be locked until the full compression
788          * finishes, delaying the write of other range.
789          *
790          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
791          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
792          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
793          * will unlock the full page.
794          */
795         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
796                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
797                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
798                         return 0;
799         }
800
801         /* force compress */
802         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
803                 return 1;
804         /* defrag ioctl */
805         if (inode->defrag_compress)
806                 return 1;
807         /* bad compression ratios */
808         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
809                 return 0;
810         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
811             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
812             inode->prop_compress)
813                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
814         return 0;
815 }
816
817 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
818                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
819 {
820         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
821         if (num_bytes < small_write &&
822             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
823                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
824 }
825
826 /*
827  * Work queue call back to started compression on a file and pages.
828  *
829  * This is done inside an ordered work queue, and the compression is spread
830  * across many cpus.  The actual IO submission is step two, and the ordered work
831  * queue takes care of making sure that happens in the same order things were
832  * put onto the queue by writepages and friends.
833  *
834  * If this code finds it can't get good compression, it puts an entry onto the
835  * work queue to write the uncompressed bytes.  This makes sure that both
836  * compressed inodes and uncompressed inodes are written in the same order that
837  * the flusher thread sent them down.
838  */
839 static void compress_file_range(struct btrfs_work *work)
840 {
841         struct async_chunk *async_chunk =
842                 container_of(work, struct async_chunk, work);
843         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
844         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
845         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
846         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
847         u64 start = async_chunk->start;
848         u64 end = async_chunk->end;
849         u64 actual_end;
850         u64 i_size;
851         int ret = 0;
852         struct page **pages;
853         unsigned long nr_pages;
854         unsigned long total_compressed = 0;
855         unsigned long total_in = 0;
856         unsigned int poff;
857         int i;
858         int compress_type = fs_info->compress_type;
859
860         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
861
862         /*
863          * We need to call clear_page_dirty_for_io on each page in the range.
864          * Otherwise applications with the file mmap'd can wander in and change
865          * the page contents while we are compressing them.
866          */
867         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
868
869         /*
870          * We need to save i_size before now because it could change in between
871          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
872          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
873          * later on.
874          *
875          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
876          * does that for us.
877          */
878         barrier();
879         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
880         barrier();
881         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
882 again:
883         pages = NULL;
884         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
885         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
886
887         /*
888          * we don't want to send crud past the end of i_size through
889          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
890          * end of the file is before the start of our current
891          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
892          * cleanup code that can deal with all of this.
893          *
894          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
895          * very uncommon corner.
896          */
897         if (actual_end <= start)
898                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
899
900         total_compressed = actual_end - start;
901
902         /*
903          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
904          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
905          */
906         if (total_compressed <= blocksize &&
907            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
908                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
909
910         /*
911          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
912          * aligned range.
913          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
914          */
915         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
916                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
917                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
918                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
919         }
920
921         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
922                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
923         total_in = 0;
924         ret = 0;
925
926         /*
927          * We do compression for mount -o compress and when the inode has not
928          * been flagged as NOCOMPRESS.  This flag can change at any time if we
929          * discover bad compression ratios.
930          */
931         if (!inode_need_compress(inode, start, end))
932                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
933
934         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
935         if (!pages) {
936                 /*
937                  * Memory allocation failure is not a fatal error, we can fall
938                  * back to uncompressed code.
939                  */
940                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
941         }
942
943         if (inode->defrag_compress)
944                 compress_type = inode->defrag_compress;
945         else if (inode->prop_compress)
946                 compress_type = inode->prop_compress;
947
948         /* Compression level is applied here. */
949         ret = btrfs_compress_pages(compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
950                                    mapping, start, pages, &nr_pages, &total_in,
951                                    &total_compressed);
952         if (ret)
953                 goto mark_incompressible;
954
955         /*
956          * Zero the tail end of the last page, as we might be sending it down
957          * to disk.
958          */
959         poff = offset_in_page(total_compressed);
960         if (poff)
961                 memzero_page(pages[nr_pages - 1], poff, PAGE_SIZE - poff);
962
963         /*
964          * Try to create an inline extent.
965          *
966          * If we didn't compress the entire range, try to create an uncompressed
967          * inline extent, else a compressed one.
968          *
969          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
970          * extent for the subpage case.
971          */
972         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
973                 if (total_in < actual_end) {
974                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
975                                                     BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL,
976                                                     false);
977                 } else {
978                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
979                                                     total_compressed,
980                                                     compress_type, pages,
981                                                     false);
982                 }
983                 if (ret <= 0) {
984                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
985                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
986                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
987
988                         if (ret < 0)
989                                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
990
991                         /*
992                          * inline extent creation worked or returned error,
993                          * we don't need to create any more async work items.
994                          * Unlock and free up our temp pages.
995                          *
996                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
997                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
998                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
999                          * range.
1000                          */
1001                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1002                                                      NULL,
1003                                                      clear_flags,
1004                                                      PAGE_UNLOCK |
1005                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
1006                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1007                         goto free_pages;
1008                 }
1009         }
1010
1011         /*
1012          * We aren't doing an inline extent. Round the compressed size up to a
1013          * block size boundary so the allocator does sane things.
1014          */
1015         total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
1016
1017         /*
1018          * One last check to make sure the compression is really a win, compare
1019          * the page count read with the blocks on disk, compression must free at
1020          * least one sector.
1021          */
1022         total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
1023         if (total_compressed + blocksize > total_in)
1024                 goto mark_incompressible;
1025
1026         /*
1027          * The async work queues will take care of doing actual allocation on
1028          * disk for these compressed pages, and will submit the bios.
1029          */
1030         add_async_extent(async_chunk, start, total_in, total_compressed, pages,
1031                          nr_pages, compress_type);
1032         if (start + total_in < end) {
1033                 start += total_in;
1034                 cond_resched();
1035                 goto again;
1036         }
1037         return;
1038
1039 mark_incompressible:
1040         if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) && !inode->prop_compress)
1041                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
1042 cleanup_and_bail_uncompressed:
1043         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
1044                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
1045 free_pages:
1046         if (pages) {
1047                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1048                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
1049                         btrfs_free_compr_page(pages[i]);
1050                 }
1051                 kfree(pages);
1052         }
1053 }
1054
1055 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
1056 {
1057         int i;
1058
1059         if (!async_extent->pages)
1060                 return;
1061
1062         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
1063                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
1064                 btrfs_free_compr_page(async_extent->pages[i]);
1065         }
1066         kfree(async_extent->pages);
1067         async_extent->nr_pages = 0;
1068         async_extent->pages = NULL;
1069 }
1070
1071 static void submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
1072                                       struct async_extent *async_extent,
1073                                       struct page *locked_page)
1074 {
1075         u64 start = async_extent->start;
1076         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1077         int ret;
1078         struct writeback_control wbc = {
1079                 .sync_mode              = WB_SYNC_ALL,
1080                 .range_start            = start,
1081                 .range_end              = end,
1082                 .no_cgroup_owner        = 1,
1083         };
1084
1085         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, &inode->vfs_inode);
1086         ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, &wbc, false);
1087         wbc_detach_inode(&wbc);
1088         if (ret < 0) {
1089                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
1090                 if (locked_page) {
1091                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
1092
1093                         set_page_writeback(locked_page);
1094                         end_page_writeback(locked_page);
1095                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, locked_page,
1096                                                        page_start, PAGE_SIZE,
1097                                                        !ret);
1098                         mapping_set_error(locked_page->mapping, ret);
1099                         unlock_page(locked_page);
1100                 }
1101         }
1102 }
1103
1104 static void submit_one_async_extent(struct async_chunk *async_chunk,
1105                                     struct async_extent *async_extent,
1106                                     u64 *alloc_hint)
1107 {
1108         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1109         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1110         struct btrfs_root *root = inode->root;
1111         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1112         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1113         struct btrfs_key ins;
1114         struct page *locked_page = NULL;
1115         struct extent_map *em;
1116         int ret = 0;
1117         u64 start = async_extent->start;
1118         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1119
1120         if (async_chunk->blkcg_css)
1121                 kthread_associate_blkcg(async_chunk->blkcg_css);
1122
1123         /*
1124          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
1125          * handle it.
1126          */
1127         if (async_chunk->locked_page) {
1128                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
1129                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
1130
1131                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
1132                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1133         }
1134         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1135
1136         if (async_extent->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1137                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1138                 goto done;
1139         }
1140
1141         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1142                                    async_extent->compressed_size,
1143                                    async_extent->compressed_size,
1144                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1145         if (ret) {
1146                 /*
1147                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
1148                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
1149                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
1150                  * which requires larger size?  So here we directly go error
1151                  * path.
1152                  */
1153                 goto out_free;
1154         }
1155
1156         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1157         em = create_io_em(inode, start,
1158                           async_extent->ram_size,       /* len */
1159                           start,                        /* orig_start */
1160                           ins.objectid,                 /* block_start */
1161                           ins.offset,                   /* block_len */
1162                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1163                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1164                           async_extent->compress_type,
1165                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1166         if (IS_ERR(em)) {
1167                 ret = PTR_ERR(em);
1168                 goto out_free_reserve;
1169         }
1170         free_extent_map(em);
1171
1172         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start,      /* file_offset */
1173                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1174                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1175                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1176                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1177                                        0,                       /* offset */
1178                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1179                                        async_extent->compress_type);
1180         if (IS_ERR(ordered)) {
1181                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1182                 ret = PTR_ERR(ordered);
1183                 goto out_free_reserve;
1184         }
1185         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1186
1187         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1188         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1189                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1190                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1191         btrfs_submit_compressed_write(ordered,
1192                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1193                             async_extent->nr_pages,
1194                             async_chunk->write_flags, true);
1195         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1196 done:
1197         if (async_chunk->blkcg_css)
1198                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1199         kfree(async_extent);
1200         return;
1201
1202 out_free_reserve:
1203         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1204         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1205 out_free:
1206         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, -EIO);
1207         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1208                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1209                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1210                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1211                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1212                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1213         free_async_extent_pages(async_extent);
1214         if (async_chunk->blkcg_css)
1215                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1216         btrfs_debug(fs_info,
1217 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1218                     root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), start,
1219                     async_extent->ram_size, ret);
1220         kfree(async_extent);
1221 }
1222
1223 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1224                                       u64 num_bytes)
1225 {
1226         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1227         struct extent_map *em;
1228         u64 alloc_hint = 0;
1229
1230         read_lock(&em_tree->lock);
1231         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1232         if (em) {
1233                 /*
1234                  * if block start isn't an actual block number then find the
1235                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1236                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1237                  */
1238                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1239                         free_extent_map(em);
1240                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1241                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1242                                 alloc_hint = em->block_start;
1243                         if (em)
1244                                 free_extent_map(em);
1245                 } else {
1246                         alloc_hint = em->block_start;
1247                         free_extent_map(em);
1248                 }
1249         }
1250         read_unlock(&em_tree->lock);
1251
1252         return alloc_hint;
1253 }
1254
1255 /*
1256  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1257  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1258  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1259  * in ram to track those extents.
1260  *
1261  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1262  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1263  *
1264  * When this function fails, it unlocks all pages except @locked_page.
1265  *
1266  * When this function successfully creates an inline extent, it returns 1 and
1267  * unlocks all pages including locked_page and starts I/O on them.
1268  * (In reality inline extents are limited to a single page, so locked_page is
1269  * the only page handled anyway).
1270  *
1271  * When this function succeed and creates a normal extent, the page locking
1272  * status depends on the passed in flags:
1273  *
1274  * - If @keep_locked is set, all pages are kept locked.
1275  * - Else all pages except for @locked_page are unlocked.
1276  *
1277  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1278  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1279  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1280  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1281  * example.
1282  */
1283 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1284                                    struct page *locked_page, u64 start, u64 end,
1285                                    u64 *done_offset,
1286                                    bool keep_locked, bool no_inline)
1287 {
1288         struct btrfs_root *root = inode->root;
1289         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1290         u64 alloc_hint = 0;
1291         u64 orig_start = start;
1292         u64 num_bytes;
1293         unsigned long ram_size;
1294         u64 cur_alloc_size = 0;
1295         u64 min_alloc_size;
1296         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1297         struct btrfs_key ins;
1298         struct extent_map *em;
1299         unsigned clear_bits;
1300         unsigned long page_ops;
1301         bool extent_reserved = false;
1302         int ret = 0;
1303
1304         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1305                 ret = -EINVAL;
1306                 goto out_unlock;
1307         }
1308
1309         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1310         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1311         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1312
1313         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1314
1315         /*
1316          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1317          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1318          * is doing more writeback than what we want.
1319          *
1320          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1321          * where we only increase i_size after everything is done.
1322          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1323          * So here we skip inline extent creation completely.
1324          */
1325         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE && !no_inline) {
1326                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1327                                        end + 1);
1328
1329                 /* lets try to make an inline extent */
1330                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1331                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1332                 if (ret == 0) {
1333                         /*
1334                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1335                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1336                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1337                          * range.
1338                          */
1339                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1340                                      locked_page,
1341                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1342                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1343                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1344                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1345                         /*
1346                          * locked_page is locked by the caller of
1347                          * writepage_delalloc(), not locked by
1348                          * __process_pages_contig().
1349                          *
1350                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1351                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1352                          *
1353                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1354                          * can't determine if it's an inline extent or a
1355                          * compressed extent.
1356                          */
1357                         unlock_page(locked_page);
1358                         ret = 1;
1359                         goto done;
1360                 } else if (ret < 0) {
1361                         goto out_unlock;
1362                 }
1363         }
1364
1365         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1366
1367         /*
1368          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1369          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1370          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1371          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1372          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1373          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1374          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1375          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1376          * items.
1377          */
1378         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1379                 min_alloc_size = num_bytes;
1380         else
1381                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1382
1383         while (num_bytes > 0) {
1384                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1385
1386                 cur_alloc_size = num_bytes;
1387                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1388                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1389                                            &ins, 1, 1);
1390                 if (ret == -EAGAIN) {
1391                         /*
1392                          * btrfs_reserve_extent only returns -EAGAIN for zoned
1393                          * file systems, which is an indication that there are
1394                          * no active zones to allocate from at the moment.
1395                          *
1396                          * If this is the first loop iteration, wait for at
1397                          * least one zone to finish before retrying the
1398                          * allocation.  Otherwise ask the caller to write out
1399                          * the already allocated blocks before coming back to
1400                          * us, or return -ENOSPC if it can't handle retries.
1401                          */
1402                         ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
1403                         if (start == orig_start) {
1404                                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1405                                                BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1406                                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1407                                 continue;
1408                         }
1409                         if (done_offset) {
1410                                 *done_offset = start - 1;
1411                                 return 0;
1412                         }
1413                         ret = -ENOSPC;
1414                 }
1415                 if (ret < 0)
1416                         goto out_unlock;
1417                 cur_alloc_size = ins.offset;
1418                 extent_reserved = true;
1419
1420                 ram_size = ins.offset;
1421                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1422                                   start, /* orig_start */
1423                                   ins.objectid, /* block_start */
1424                                   ins.offset, /* block_len */
1425                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1426                                   ram_size, /* ram_bytes */
1427                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1428                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1429                 if (IS_ERR(em)) {
1430                         ret = PTR_ERR(em);
1431                         goto out_reserve;
1432                 }
1433                 free_extent_map(em);
1434
1435                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, ram_size,
1436                                         ram_size, ins.objectid, cur_alloc_size,
1437                                         0, 1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1438                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1439                 if (IS_ERR(ordered)) {
1440                         ret = PTR_ERR(ordered);
1441                         goto out_drop_extent_cache;
1442                 }
1443
1444                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1445                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
1446
1447                         /*
1448                          * Only drop cache here, and process as normal.
1449                          *
1450                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1451                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1452                          * extent, as its meta should be freed by
1453                          * btrfs_finish_ordered_io().
1454                          *
1455                          * So we must continue until @start is increased to
1456                          * skip current ordered extent.
1457                          */
1458                         if (ret)
1459                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1460                                                             start + ram_size - 1,
1461                                                             false);
1462                 }
1463                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1464
1465                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1466
1467                 /*
1468                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1469                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1470                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1471                  *
1472                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1473                  * properly setup for writepage.
1474                  */
1475                 page_ops = (keep_locked ? 0 : PAGE_UNLOCK);
1476                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1477
1478                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1479                                              locked_page,
1480                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1481                                              page_ops);
1482                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1483                         num_bytes = 0;
1484                 else
1485                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1486                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1487                 start += cur_alloc_size;
1488                 extent_reserved = false;
1489
1490                 /*
1491                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1492                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1493                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1494                  */
1495                 if (ret)
1496                         goto out_unlock;
1497         }
1498 done:
1499         if (done_offset)
1500                 *done_offset = end;
1501         return ret;
1502
1503 out_drop_extent_cache:
1504         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1505 out_reserve:
1506         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1507         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1508 out_unlock:
1509         /*
1510          * Now, we have three regions to clean up:
1511          *
1512          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1513          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1514          *
1515          * We process each region below.
1516          */
1517
1518         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1519                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1520         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1521
1522         /*
1523          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1524          * for this region. They are cleaned up by
1525          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1526          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1527          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1528          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1529          * function.
1530          *
1531          * However, in case of @keep_locked, we still need to unlock the pages
1532          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1533          */
1534         if (keep_locked && orig_start < start) {
1535                 if (!locked_page)
1536                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1537                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1538                                              locked_page, 0, page_ops);
1539         }
1540
1541         /*
1542          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1543          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1544          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1545          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1546          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1547          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1548          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1549          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1550          */
1551         if (extent_reserved) {
1552                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1553                                              start + cur_alloc_size - 1,
1554                                              locked_page,
1555                                              clear_bits,
1556                                              page_ops);
1557                 start += cur_alloc_size;
1558         }
1559
1560         /*
1561          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1562          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1563          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1564          * btrfs_check_data_free_space().
1565          */
1566         if (start < end) {
1567                 clear_bits |= EXTENT_CLEAR_DATA_RESV;
1568                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1569                                              clear_bits, page_ops);
1570         }
1571         return ret;
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1576  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1577  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1578  *
1579  * If called with @do_free == true then it'll try to finish the work and free
1580  * the work struct eventually.
1581  */
1582 static noinline void submit_compressed_extents(struct btrfs_work *work, bool do_free)
1583 {
1584         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1585                                                      work);
1586         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1587         struct async_extent *async_extent;
1588         unsigned long nr_pages;
1589         u64 alloc_hint = 0;
1590
1591         if (do_free) {
1592                 struct async_chunk *async_chunk;
1593                 struct async_cow *async_cow;
1594
1595                 async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1596                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1597                 if (async_chunk->blkcg_css)
1598                         css_put(async_chunk->blkcg_css);
1599
1600                 async_cow = async_chunk->async_cow;
1601                 if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1602                         kvfree(async_cow);
1603                 return;
1604         }
1605
1606         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1607                 PAGE_SHIFT;
1608
1609         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1610                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1611                                           struct async_extent, list);
1612                 list_del(&async_extent->list);
1613                 submit_one_async_extent(async_chunk, async_extent, &alloc_hint);
1614         }
1615
1616         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1617         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1618             5 * SZ_1M)
1619                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1620 }
1621
1622 static bool run_delalloc_compressed(struct btrfs_inode *inode,
1623                                     struct page *locked_page, u64 start,
1624                                     u64 end, struct writeback_control *wbc)
1625 {
1626         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1627         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1628         struct async_cow *ctx;
1629         struct async_chunk *async_chunk;
1630         unsigned long nr_pages;
1631         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1632         int i;
1633         unsigned nofs_flag;
1634         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1635
1636         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1637         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1638         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1639         if (!ctx)
1640                 return false;
1641
1642         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1643         set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1644
1645         async_chunk = ctx->chunks;
1646         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1647
1648         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1649                 u64 cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1650
1651                 /*
1652                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1653                  * lightweight reference for the callback lifetime
1654                  */
1655                 ihold(&inode->vfs_inode);
1656                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1657                 async_chunk[i].inode = inode;
1658                 async_chunk[i].start = start;
1659                 async_chunk[i].end = cur_end;
1660                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1661                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1662
1663                 /*
1664                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1665                  * the original page we were actually given.  As we spread
1666                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1667                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1668                  *
1669                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1670                  * to unlock it.
1671                  */
1672                 if (locked_page) {
1673                         /*
1674                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1675                          * might not go through async.  We want all of them to
1676                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1677                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1678                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1679                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1680                          * against the first page.
1681                          */
1682                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1683                                                  cur_end - start);
1684                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1685                         locked_page = NULL;
1686                 } else {
1687                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1688                 }
1689
1690                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1691                         css_get(blkcg_css);
1692                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1693                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1694                 } else {
1695                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1696                 }
1697
1698                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, compress_file_range,
1699                                 submit_compressed_extents);
1700
1701                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1702                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1703
1704                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1705
1706                 start = cur_end + 1;
1707         }
1708         return true;
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Run the delalloc range from start to end, and write back any dirty pages
1713  * covered by the range.
1714  */
1715 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
1716                                      struct page *locked_page, u64 start,
1717                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
1718                                      bool pages_dirty)
1719 {
1720         u64 done_offset = end;
1721         int ret;
1722
1723         while (start <= end) {
1724                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &done_offset,
1725                                      true, false);
1726                 if (ret)
1727                         return ret;
1728                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, locked_page, start,
1729                                           done_offset, wbc, pages_dirty);
1730                 start = done_offset + 1;
1731         }
1732
1733         return 1;
1734 }
1735
1736 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1737                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1738 {
1739         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1740         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1741         int ret;
1742         LIST_HEAD(list);
1743
1744         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1745                                       &list, 0, nowait);
1746         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1747                 return 0;
1748
1749         while (!list_empty(&list)) {
1750                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1751                 list_del(&sums->list);
1752                 kfree(sums);
1753         }
1754         if (ret < 0)
1755                 return ret;
1756         return 1;
1757 }
1758
1759 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1760                            const u64 start, const u64 end)
1761 {
1762         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1763         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1764         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1765         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1766         u64 range_start = start;
1767         u64 count;
1768         int ret;
1769
1770         /*
1771          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1772          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1773          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1774          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1775          * has the NOCOW bit set).
1776          *
1777          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1778          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1779          * scrub or relocation) we need to do the following:
1780          *
1781          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1782          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1783          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1784          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1785          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1786          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1787          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1788          *
1789          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1790          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1791          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1792          *    data space info, which we incremented in the step above.
1793          *
1794          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1795          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1796          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1797          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1798          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1799          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1800          * when starting writeback.
1801          */
1802         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1803                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1804         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1805                 u64 bytes = count;
1806                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1807                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1808
1809                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1810                         bytes = range_bytes;
1811
1812                 spin_lock(&sinfo->lock);
1813                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1814                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1815
1816                 if (count > 0)
1817                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1818                                          NULL);
1819         }
1820
1821         /*
1822          * Don't try to create inline extents, as a mix of inline extent that
1823          * is written out and unlocked directly and a normal NOCOW extent
1824          * doesn't work.
1825          */
1826         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL, false, true);
1827         ASSERT(ret != 1);
1828         return ret;
1829 }
1830
1831 struct can_nocow_file_extent_args {
1832         /* Input fields. */
1833
1834         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1835         u64 start;
1836         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1837         u64 end;
1838         bool writeback_path;
1839         bool strict;
1840         /*
1841          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1842          * anymore.
1843          */
1844         bool free_path;
1845
1846         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1847
1848         u64 disk_bytenr;
1849         u64 disk_num_bytes;
1850         u64 extent_offset;
1851         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1852         u64 num_bytes;
1853 };
1854
1855 /*
1856  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1857  * This function may return with the path released, so the caller should check
1858  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1859  *
1860  * Returns: < 0 on error
1861  *            0 if we can not NOCOW
1862  *            1 if we can NOCOW
1863  */
1864 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1865                                  struct btrfs_key *key,
1866                                  struct btrfs_inode *inode,
1867                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1868 {
1869         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1870         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1871         struct btrfs_root *root = inode->root;
1872         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1873         u64 extent_end;
1874         u8 extent_type;
1875         int can_nocow = 0;
1876         int ret = 0;
1877         bool nowait = path->nowait;
1878
1879         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1880         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1881
1882         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1883                 goto out;
1884
1885         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1886         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1887         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1888         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1889
1890         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1891             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1892                 goto out;
1893
1894         /*
1895          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1896          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1897          * hence we must COW.
1898          */
1899         if (!args->strict &&
1900             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1901             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1902                 goto out;
1903
1904         /* An explicit hole, must COW. */
1905         if (args->disk_bytenr == 0)
1906                 goto out;
1907
1908         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1909         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1910             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1911             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1912                 goto out;
1913
1914         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1915
1916         /*
1917          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1918          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1919          * blocking other tasks for too long.
1920          */
1921         btrfs_release_path(path);
1922
1923         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1924                                     key->offset - args->extent_offset,
1925                                     args->disk_bytenr, args->strict, path);
1926         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1927         if (ret != 0)
1928                 goto out;
1929
1930         if (args->free_path) {
1931                 /*
1932                  * We don't need the path anymore, plus through the
1933                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1934                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1935                  * memory usage.
1936                  */
1937                 btrfs_free_path(path);
1938                 path = NULL;
1939         }
1940
1941         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1942         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1943             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1944                 goto out;
1945
1946         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1947         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1948         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1949
1950         /*
1951          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1952          * given extent are either valid or do not exist.
1953          */
1954         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1955                                   nowait);
1956         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1957         if (ret != 0)
1958                 goto out;
1959
1960         can_nocow = 1;
1961  out:
1962         if (args->free_path && path)
1963                 btrfs_free_path(path);
1964
1965         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1966 }
1967
1968 /*
1969  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1970  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1971  *
1972  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1973  * blocks on disk
1974  */
1975 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1976                                        struct page *locked_page,
1977                                        const u64 start, const u64 end)
1978 {
1979         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1980         struct btrfs_root *root = inode->root;
1981         struct btrfs_path *path;
1982         u64 cow_start = (u64)-1;
1983         u64 cur_offset = start;
1984         int ret;
1985         bool check_prev = true;
1986         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1987         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1988
1989         /*
1990          * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but in case
1991          * of relocation on a zoned filesystem serializes I/O so that we're only
1992          * writing sequentially and can end up here as well.
1993          */
1994         ASSERT(!btrfs_is_zoned(fs_info) || btrfs_is_data_reloc_root(root));
1995
1996         path = btrfs_alloc_path();
1997         if (!path) {
1998                 ret = -ENOMEM;
1999                 goto error;
2000         }
2001
2002         nocow_args.end = end;
2003         nocow_args.writeback_path = true;
2004
2005         while (1) {
2006                 struct btrfs_block_group *nocow_bg = NULL;
2007                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2008                 struct btrfs_key found_key;
2009                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
2010                 struct extent_buffer *leaf;
2011                 u64 extent_end;
2012                 u64 ram_bytes;
2013                 u64 nocow_end;
2014                 int extent_type;
2015                 bool is_prealloc;
2016
2017                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
2018                                                cur_offset, 0);
2019                 if (ret < 0)
2020                         goto error;
2021
2022                 /*
2023                  * If there is no extent for our range when doing the initial
2024                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
2025                  * one containing the search offset
2026                  */
2027                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
2028                         leaf = path->nodes[0];
2029                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
2030                                               path->slots[0] - 1);
2031                         if (found_key.objectid == ino &&
2032                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2033                                 path->slots[0]--;
2034                 }
2035                 check_prev = false;
2036 next_slot:
2037                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
2038                 leaf = path->nodes[0];
2039                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2040                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2041                         if (ret < 0)
2042                                 goto error;
2043                         if (ret > 0)
2044                                 break;
2045                         leaf = path->nodes[0];
2046                 }
2047
2048                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2049
2050                 /* Didn't find anything for our INO */
2051                 if (found_key.objectid > ino)
2052                         break;
2053                 /*
2054                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2055                  * more extents for this inode
2056                  */
2057                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2058                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2059                         path->slots[0]++;
2060                         goto next_slot;
2061                 }
2062
2063                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2064                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2065                     found_key.offset > end)
2066                         break;
2067
2068                 /*
2069                  * If the found extent starts after requested offset, then
2070                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2071                  */
2072                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2073                         extent_end = found_key.offset;
2074                         extent_type = 0;
2075                         goto must_cow;
2076                 }
2077
2078                 /*
2079                  * Found extent which begins before our range and potentially
2080                  * intersect it
2081                  */
2082                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2083                                     struct btrfs_file_extent_item);
2084                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2085                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2086                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2087                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2088                         ret = -EUCLEAN;
2089                         goto error;
2090                 }
2091                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2092                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2093
2094                 /*
2095                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2096                  * the next extent.
2097                  */
2098                 if (extent_end <= cur_offset) {
2099                         path->slots[0]++;
2100                         goto next_slot;
2101                 }
2102
2103                 nocow_args.start = cur_offset;
2104                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2105                 if (ret < 0)
2106                         goto error;
2107                 if (ret == 0)
2108                         goto must_cow;
2109
2110                 ret = 0;
2111                 nocow_bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2112                 if (!nocow_bg) {
2113 must_cow:
2114                         /*
2115                          * If we can't perform NOCOW writeback for the range,
2116                          * then record the beginning of the range that needs to
2117                          * be COWed.  It will be written out before the next
2118                          * NOCOW range if we find one, or when exiting this
2119                          * loop.
2120                          */
2121                         if (cow_start == (u64)-1)
2122                                 cow_start = cur_offset;
2123                         cur_offset = extent_end;
2124                         if (cur_offset > end)
2125                                 break;
2126                         if (!path->nodes[0])
2127                                 continue;
2128                         path->slots[0]++;
2129                         goto next_slot;
2130                 }
2131
2132                 /*
2133                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2134                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2135                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2136                  */
2137                 if (cow_start != (u64)-1) {
2138                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2139                                               cow_start, found_key.offset - 1);
2140                         cow_start = (u64)-1;
2141                         if (ret) {
2142                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2143                                 goto error;
2144                         }
2145                 }
2146
2147                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2148                 is_prealloc = extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC;
2149                 if (is_prealloc) {
2150                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2151                         struct extent_map *em;
2152
2153                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2154                                           orig_start,
2155                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2156                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2157                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2158                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2159                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2160                         if (IS_ERR(em)) {
2161                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2162                                 ret = PTR_ERR(em);
2163                                 goto error;
2164                         }
2165                         free_extent_map(em);
2166                 }
2167
2168                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, cur_offset,
2169                                 nocow_args.num_bytes, nocow_args.num_bytes,
2170                                 nocow_args.disk_bytenr, nocow_args.num_bytes, 0,
2171                                 is_prealloc
2172                                 ? (1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
2173                                 : (1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW),
2174                                 BTRFS_COMPRESS_NONE);
2175                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2176                 if (IS_ERR(ordered)) {
2177                         if (is_prealloc) {
2178                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2179                                                             nocow_end, false);
2180                         }
2181                         ret = PTR_ERR(ordered);
2182                         goto error;
2183                 }
2184
2185                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2186                         /*
2187                          * Error handled later, as we must prevent
2188                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2189                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2190                          */
2191                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
2192                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2193
2194                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2195                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2196                                              EXTENT_DELALLOC |
2197                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2198                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2199
2200                 cur_offset = extent_end;
2201
2202                 /*
2203                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2204                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2205                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2206                  */
2207                 if (ret)
2208                         goto error;
2209                 if (cur_offset > end)
2210                         break;
2211         }
2212         btrfs_release_path(path);
2213
2214         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2215                 cow_start = cur_offset;
2216
2217         if (cow_start != (u64)-1) {
2218                 cur_offset = end;
2219                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end);
2220                 cow_start = (u64)-1;
2221                 if (ret)
2222                         goto error;
2223         }
2224
2225         btrfs_free_path(path);
2226         return 0;
2227
2228 error:
2229         /*
2230          * If an error happened while a COW region is outstanding, cur_offset
2231          * needs to be reset to cow_start to ensure the COW region is unlocked
2232          * as well.
2233          */
2234         if (cow_start != (u64)-1)
2235                 cur_offset = cow_start;
2236         if (cur_offset < end)
2237                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2238                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2239                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2240                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2241                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2242                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2243         btrfs_free_path(path);
2244         return ret;
2245 }
2246
2247 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2248 {
2249         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2250                 if (inode->defrag_bytes &&
2251                     test_range_bit_exists(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG))
2252                         return false;
2253                 return true;
2254         }
2255         return false;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2260  * being touched for the first time.
2261  */
2262 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2263                              u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc)
2264 {
2265         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2266         int ret;
2267
2268         /*
2269          * The range must cover part of the @locked_page, or a return of 1
2270          * can confuse the caller.
2271          */
2272         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2273                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2274
2275         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2276                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end);
2277                 goto out;
2278         }
2279
2280         if (btrfs_inode_can_compress(inode) &&
2281             inode_need_compress(inode, start, end) &&
2282             run_delalloc_compressed(inode, locked_page, start, end, wbc))
2283                 return 1;
2284
2285         if (zoned)
2286                 ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, wbc,
2287                                        true);
2288         else
2289                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL,
2290                                      false, false);
2291
2292 out:
2293         if (ret < 0)
2294                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2295                                               end - start + 1);
2296         return ret;
2297 }
2298
2299 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2300                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2301 {
2302         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2303         u64 size;
2304
2305         /* not delalloc, ignore it */
2306         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2307                 return;
2308
2309         size = orig->end - orig->start + 1;
2310         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2311                 u32 num_extents;
2312                 u64 new_size;
2313
2314                 /*
2315                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2316                  * applies here, just in reverse.
2317                  */
2318                 new_size = orig->end - split + 1;
2319                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2320                 new_size = split - orig->start;
2321                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2322                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2323                         return;
2324         }
2325
2326         spin_lock(&inode->lock);
2327         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2328         spin_unlock(&inode->lock);
2329 }
2330
2331 /*
2332  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2333  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2334  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2335  */
2336 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2337                                  struct extent_state *other)
2338 {
2339         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2340         u64 new_size, old_size;
2341         u32 num_extents;
2342
2343         /* not delalloc, ignore it */
2344         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2345                 return;
2346
2347         if (new->start > other->start)
2348                 new_size = new->end - other->start + 1;
2349         else
2350                 new_size = other->end - new->start + 1;
2351
2352         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2353         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2354                 spin_lock(&inode->lock);
2355                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2356                 spin_unlock(&inode->lock);
2357                 return;
2358         }
2359
2360         /*
2361          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2362          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2363          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2364          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2365          *
2366          * [ 4k][MAX_SIZE]
2367          *
2368          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2369          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2370          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2371          *
2372          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2373          *
2374          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2375          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2376          * this case.
2377          */
2378         old_size = other->end - other->start + 1;
2379         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2380         old_size = new->end - new->start + 1;
2381         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2382         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2383                 return;
2384
2385         spin_lock(&inode->lock);
2386         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2387         spin_unlock(&inode->lock);
2388 }
2389
2390 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2391                                       struct btrfs_inode *inode)
2392 {
2393         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2394
2395         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2396         if (list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2397                 list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2398                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST, &inode->runtime_flags);
2399                 root->nr_delalloc_inodes++;
2400                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2401                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2402                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2403                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2404                                       &fs_info->delalloc_roots);
2405                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2406                 }
2407         }
2408         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2409 }
2410
2411 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2412                                 struct btrfs_inode *inode)
2413 {
2414         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2415
2416         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2417                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2418                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2419                           &inode->runtime_flags);
2420                 root->nr_delalloc_inodes--;
2421                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2422                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2423                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2424                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2425                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2426                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2427                 }
2428         }
2429 }
2430
2431 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2432                                      struct btrfs_inode *inode)
2433 {
2434         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2435         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2436         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2441  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2442  */
2443 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2444                                u32 bits)
2445 {
2446         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2447
2448         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2449                 WARN_ON(1);
2450         /*
2451          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2452          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2453          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2454          */
2455         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2456                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2457                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2458                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2459                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2460
2461                 spin_lock(&inode->lock);
2462                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2463                 spin_unlock(&inode->lock);
2464
2465                 /* For sanity tests */
2466                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2467                         return;
2468
2469                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2470                                          fs_info->delalloc_batch);
2471                 spin_lock(&inode->lock);
2472                 inode->delalloc_bytes += len;
2473                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2474                         inode->defrag_bytes += len;
2475                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2476                                          &inode->runtime_flags))
2477                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2478                 spin_unlock(&inode->lock);
2479         }
2480
2481         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2482             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2483                 spin_lock(&inode->lock);
2484                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2485                 spin_unlock(&inode->lock);
2486         }
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2491  * accounting happens.
2492  */
2493 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2494                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2495 {
2496         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2497         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2498         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2499
2500         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2501                 spin_lock(&inode->lock);
2502                 inode->defrag_bytes -= len;
2503                 spin_unlock(&inode->lock);
2504         }
2505
2506         /*
2507          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2508          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2509          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2510          */
2511         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2512                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2513                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2514
2515                 spin_lock(&inode->lock);
2516                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2517                 spin_unlock(&inode->lock);
2518
2519                 /*
2520                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2521                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2522                  * error.
2523                  */
2524                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2525                     root != fs_info->tree_root)
2526                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2527
2528                 /* For sanity tests. */
2529                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2530                         return;
2531
2532                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2533                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2534                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2535                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2536
2537                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2538                                          fs_info->delalloc_batch);
2539                 spin_lock(&inode->lock);
2540                 inode->delalloc_bytes -= len;
2541                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2542                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2543                                         &inode->runtime_flags))
2544                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2545                 spin_unlock(&inode->lock);
2546         }
2547
2548         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2549             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2550                 spin_lock(&inode->lock);
2551                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2552                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2553                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2554                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2555                 spin_unlock(&inode->lock);
2556         }
2557 }
2558
2559 static int btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio,
2560                                         struct btrfs_ordered_extent *ordered)
2561 {
2562         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2563         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2564         struct btrfs_ordered_extent *new;
2565         int ret;
2566
2567         /* Must always be called for the beginning of an ordered extent. */
2568         if (WARN_ON_ONCE(start != ordered->disk_bytenr))
2569                 return -EINVAL;
2570
2571         /* No need to split if the ordered extent covers the entire bio. */
2572         if (ordered->disk_num_bytes == len) {
2573                 refcount_inc(&ordered->refs);
2574                 bbio->ordered = ordered;
2575                 return 0;
2576         }
2577
2578         /*
2579          * Don't split the extent_map for NOCOW extents, as we're writing into
2580          * a pre-existing one.
2581          */
2582         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered->flags)) {
2583                 ret = split_extent_map(bbio->inode, bbio->file_offset,
2584                                        ordered->num_bytes, len,
2585                                        ordered->disk_bytenr);
2586                 if (ret)
2587                         return ret;
2588         }
2589
2590         new = btrfs_split_ordered_extent(ordered, len);
2591         if (IS_ERR(new))
2592                 return PTR_ERR(new);
2593         bbio->ordered = new;
2594         return 0;
2595 }
2596
2597 /*
2598  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2599  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2600  */
2601 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2602                              struct list_head *list)
2603 {
2604         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2605         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2606         int ret;
2607
2608         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2609                 trans->adding_csums = true;
2610                 if (!csum_root)
2611                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2612                                                     sum->logical);
2613                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2614                 trans->adding_csums = false;
2615                 if (ret)
2616                         return ret;
2617         }
2618         return 0;
2619 }
2620
2621 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2622                                          const u64 start,
2623                                          const u64 len,
2624                                          struct extent_state **cached_state)
2625 {
2626         u64 search_start = start;
2627         const u64 end = start + len - 1;
2628
2629         while (search_start < end) {
2630                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2631                 struct extent_map *em;
2632                 u64 em_len;
2633                 int ret = 0;
2634
2635                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2636                 if (IS_ERR(em))
2637                         return PTR_ERR(em);
2638
2639                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2640                         goto next;
2641
2642                 em_len = em->len;
2643                 if (em->start < search_start)
2644                         em_len -= search_start - em->start;
2645                 if (em_len > search_len)
2646                         em_len = search_len;
2647
2648                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2649                                      search_start + em_len - 1,
2650                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state);
2651 next:
2652                 search_start = extent_map_end(em);
2653                 free_extent_map(em);
2654                 if (ret)
2655                         return ret;
2656         }
2657         return 0;
2658 }
2659
2660 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2661                               unsigned int extra_bits,
2662                               struct extent_state **cached_state)
2663 {
2664         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2665
2666         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2667             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2668                 /*
2669                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2670                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2671                  */
2672                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2673         } else {
2674                 int ret;
2675
2676                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2677                                                     end + 1 - start,
2678                                                     cached_state);
2679                 if (ret)
2680                         return ret;
2681         }
2682
2683         return set_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
2684                               EXTENT_DELALLOC | extra_bits, cached_state);
2685 }
2686
2687 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2688 struct btrfs_writepage_fixup {
2689         struct page *page;
2690         struct btrfs_inode *inode;
2691         struct btrfs_work work;
2692 };
2693
2694 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2695 {
2696         struct btrfs_writepage_fixup *fixup =
2697                 container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2698         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2699         struct extent_state *cached_state = NULL;
2700         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2701         struct page *page = fixup->page;
2702         struct btrfs_inode *inode = fixup->inode;
2703         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2704         u64 page_start = page_offset(page);
2705         u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2706         int ret = 0;
2707         bool free_delalloc_space = true;
2708
2709         /*
2710          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2711          * we take the page lock.
2712          */
2713         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2714                                            PAGE_SIZE);
2715 again:
2716         lock_page(page);
2717
2718         /*
2719          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2720          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2721          * address space.
2722          */
2723         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2724                 /*
2725                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2726                  *
2727                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2728                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2729                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2730                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2731                  *    while waiting for the ordered extent.
2732                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2733                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2734                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2735                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2736                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2737                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2738                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2739                  *    when the page was already properly dealt with.
2740                  */
2741                 if (!ret) {
2742                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2743                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2744                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2745                                                      true);
2746                 }
2747                 ret = 0;
2748                 goto out_page;
2749         }
2750
2751         /*
2752          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2753          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2754          */
2755         if (ret)
2756                 goto out_page;
2757
2758         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2759
2760         /* already ordered? We're done */
2761         if (PageOrdered(page))
2762                 goto out_reserved;
2763
2764         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2765         if (ordered) {
2766                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2767                               &cached_state);
2768                 unlock_page(page);
2769                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2770                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2771                 goto again;
2772         }
2773
2774         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2775                                         &cached_state);
2776         if (ret)
2777                 goto out_reserved;
2778
2779         /*
2780          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2781          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2782          * destination.
2783          *
2784          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2785          */
2786         BUG_ON(!PageDirty(page));
2787         free_delalloc_space = false;
2788 out_reserved:
2789         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2790         if (free_delalloc_space)
2791                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2792                                              PAGE_SIZE, true);
2793         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2794 out_page:
2795         if (ret) {
2796                 /*
2797                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2798                  * to reflect the errors and clean the page.
2799                  */
2800                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2801                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, page_start,
2802                                                PAGE_SIZE, !ret);
2803                 clear_page_dirty_for_io(page);
2804         }
2805         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, page_folio(page), page_start, PAGE_SIZE);
2806         unlock_page(page);
2807         put_page(page);
2808         kfree(fixup);
2809         extent_changeset_free(data_reserved);
2810         /*
2811          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2812          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2813          * deadlock.
2814          */
2815         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2816 }
2817
2818 /*
2819  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2820  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2821  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2822  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2823  *
2824  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2825  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2826  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2827  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2828  */
2829 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2830 {
2831         struct inode *inode = page->mapping->host;
2832         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2833         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2834
2835         /* This page has ordered extent covering it already */
2836         if (PageOrdered(page))
2837                 return 0;
2838
2839         /*
2840          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2841          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2842          *
2843          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2844          * EAGAIN.
2845          */
2846         if (PageChecked(page))
2847                 return -EAGAIN;
2848
2849         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2850         if (!fixup)
2851                 return -EAGAIN;
2852
2853         /*
2854          * We are already holding a reference to this inode from
2855          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2856          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2857          * page->mapping outside of the page lock.
2858          */
2859         ihold(inode);
2860         btrfs_folio_set_checked(fs_info, page_folio(page), page_offset(page), PAGE_SIZE);
2861         get_page(page);
2862         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL);
2863         fixup->page = page;
2864         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2865         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2866
2867         return -EAGAIN;
2868 }
2869
2870 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2871                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2872                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2873                                        const bool update_inode_bytes,
2874                                        u64 qgroup_reserved)
2875 {
2876         struct btrfs_root *root = inode->root;
2877         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2878         struct btrfs_path *path;
2879         struct extent_buffer *leaf;
2880         struct btrfs_key ins;
2881         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2882         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2883         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2884         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2885         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2886         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2887         int ret;
2888
2889         path = btrfs_alloc_path();
2890         if (!path)
2891                 return -ENOMEM;
2892
2893         /*
2894          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2895          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2896          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2897          *
2898          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2899          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2900          * with the others.
2901          */
2902         drop_args.path = path;
2903         drop_args.start = file_pos;
2904         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2905         drop_args.replace_extent = true;
2906         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2907         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2908         if (ret)
2909                 goto out;
2910
2911         if (!drop_args.extent_inserted) {
2912                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2913                 ins.offset = file_pos;
2914                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2915
2916                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2917                                               sizeof(*stack_fi));
2918                 if (ret)
2919                         goto out;
2920         }
2921         leaf = path->nodes[0];
2922         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2923         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2924                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2925                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2926
2927         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2928         btrfs_release_path(path);
2929
2930         /*
2931          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2932          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2933          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2934          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2935          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2936          */
2937         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2938                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2939
2940                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2941                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2942                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2943                 num_bytes -= sectorsize;
2944         }
2945
2946         if (update_inode_bytes)
2947                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2948
2949         ins.objectid = disk_bytenr;
2950         ins.offset = disk_num_bytes;
2951         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2952
2953         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2954         if (ret)
2955                 goto out;
2956
2957         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
2958                                                file_pos - offset,
2959                                                qgroup_reserved, &ins);
2960 out:
2961         btrfs_free_path(path);
2962
2963         return ret;
2964 }
2965
2966 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2967                                          u64 start, u64 len)
2968 {
2969         struct btrfs_block_group *cache;
2970
2971         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
2972         ASSERT(cache);
2973
2974         spin_lock(&cache->lock);
2975         cache->delalloc_bytes -= len;
2976         spin_unlock(&cache->lock);
2977
2978         btrfs_put_block_group(cache);
2979 }
2980
2981 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2982                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
2983 {
2984         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
2985         bool update_inode_bytes;
2986         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
2987         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
2988
2989         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
2990         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
2991         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
2992         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
2993                                                    oe->disk_num_bytes);
2994         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
2995         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
2996                 num_bytes = oe->truncated_len;
2997                 ram_bytes = num_bytes;
2998         }
2999         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3000         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3001         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3002         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3003
3004         /*
3005          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3006          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3007          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3008          * except if the ordered extent was truncated.
3009          */
3010         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3011                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3012                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3013
3014         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3015                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3016                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3017 }
3018
3019 /*
3020  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3021  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3022  * fully written.
3023  */
3024 int btrfs_finish_one_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3025 {
3026         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3027         struct btrfs_root *root = inode->root;
3028         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3029         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3030         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3031         struct extent_state *cached_state = NULL;
3032         u64 start, end;
3033         int compress_type = 0;
3034         int ret = 0;
3035         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3036         bool freespace_inode;
3037         bool truncated = false;
3038         bool clear_reserved_extent = true;
3039         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3040
3041         start = ordered_extent->file_offset;
3042         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3043
3044         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3045             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3046             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3047             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3048                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3049
3050         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3051         if (!freespace_inode)
3052                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3053
3054         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3055                 ret = -EIO;
3056                 goto out;
3057         }
3058
3059         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
3060                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3061                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3062
3063         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3064                 truncated = true;
3065                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3066                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3067                 if (!logical_len)
3068                         goto out;
3069         }
3070
3071         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3072                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3073
3074                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3075                 if (freespace_inode)
3076                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3077                 else
3078                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3079                 if (IS_ERR(trans)) {
3080                         ret = PTR_ERR(trans);
3081                         trans = NULL;
3082                         goto out;
3083                 }
3084                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3085                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3086                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3087                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3088                 goto out;
3089         }
3090
3091         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3092         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3093
3094         if (freespace_inode)
3095                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3096         else
3097                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3098         if (IS_ERR(trans)) {
3099                 ret = PTR_ERR(trans);
3100                 trans = NULL;
3101                 goto out;
3102         }
3103
3104         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3105
3106         ret = btrfs_insert_raid_extent(trans, ordered_extent);
3107         if (ret)
3108                 goto out;
3109
3110         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3111                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3112         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3113                 BUG_ON(compress_type);
3114                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3115                                                 ordered_extent->file_offset,
3116                                                 ordered_extent->file_offset +
3117                                                 logical_len);
3118                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3119                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3120         } else {
3121                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3122                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3123                 if (!ret) {
3124                         clear_reserved_extent = false;
3125                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3126                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3127                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3128                 }
3129         }
3130         unpin_extent_cache(inode, ordered_extent->file_offset,
3131                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3132         if (ret < 0) {
3133                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3134                 goto out;
3135         }
3136
3137         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3138         if (ret) {
3139                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3140                 goto out;
3141         }
3142
3143         /*
3144          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3145          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3146          * before updating the inode item.
3147          */
3148         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3149             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3150                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3151                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3152                                  &cached_state);
3153
3154         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3155         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3156         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3157                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3158                 goto out;
3159         }
3160         ret = 0;
3161 out:
3162         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3163                          &cached_state);
3164
3165         if (trans)
3166                 btrfs_end_transaction(trans);
3167
3168         if (ret || truncated) {
3169                 u64 unwritten_start = start;
3170
3171                 /*
3172                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3173                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3174                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3175                  * already set.  Any error during writeback would have already
3176                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3177                  * marking this ordered extent as failed.
3178                  */
3179                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3180                                              &ordered_extent->flags))
3181                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3182
3183                 if (truncated)
3184                         unwritten_start += logical_len;
3185                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3186
3187                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3188                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3189
3190                 /*
3191                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3192                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3193                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3194                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3195                  *
3196                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3197                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3198                  * has already been done.
3199                  */
3200                 if ((ret || !logical_len) &&
3201                     clear_reserved_extent &&
3202                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3203                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3204                         /*
3205                          * Discard the range before returning it back to the
3206                          * free space pool
3207                          */
3208                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3209                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3210                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3211                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3212                                                 NULL);
3213                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3214                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3215                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3216                         /*
3217                          * Actually free the qgroup rsv which was released when
3218                          * the ordered extent was created.
3219                          */
3220                         btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, inode->root->root_key.objectid,
3221                                                   ordered_extent->qgroup_rsv,
3222                                                   BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
3223                 }
3224         }
3225
3226         /*
3227          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3228          * updating everything for this ordered extent.
3229          */
3230         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3231
3232         /* once for us */
3233         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3234         /* once for the tree */
3235         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3236
3237         return ret;
3238 }
3239
3240 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
3241 {
3242         if (btrfs_is_zoned(btrfs_sb(ordered->inode->i_sb)) &&
3243             !test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags) &&
3244             list_empty(&ordered->bioc_list))
3245                 btrfs_finish_ordered_zoned(ordered);
3246         return btrfs_finish_one_ordered(ordered);
3247 }
3248
3249 /*
3250  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3251  * on the type of I/O.
3252  */
3253 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3254                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3255 {
3256         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3257         char *kaddr;
3258
3259         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3260
3261         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3262
3263         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3264         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3265         kunmap_local(kaddr);
3266
3267         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3268                 return -EIO;
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 /*
3273  * Verify the checksum of a single data sector.
3274  *
3275  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3276  * @dev:        device the sector is on
3277  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3278  * @bv:         bio_vec to check
3279  *
3280  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3281  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3282  *
3283  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3284  */
3285 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3286                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3287 {
3288         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3289         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3290         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3291         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3292         u8 *csum_expected;
3293         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3294
3295         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3296
3297         if (!bbio->csum)
3298                 return true;
3299
3300         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3301             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3302                            NULL)) {
3303                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3304                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3305                                   EXTENT_NODATASUM);
3306                 return true;
3307         }
3308
3309         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3310                                 fs_info->csum_size;
3311         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3312                                     csum_expected))
3313                 goto zeroit;
3314         return true;
3315
3316 zeroit:
3317         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3318                                     bbio->mirror_num);
3319         if (dev)
3320                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3321         memzero_bvec(bv);
3322         return false;
3323 }
3324
3325 /*
3326  * Perform a delayed iput on @inode.
3327  *
3328  * @inode: The inode we want to perform iput on
3329  *
3330  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3331  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3332  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3333  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3334  */
3335 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3336 {
3337         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3338         unsigned long flags;
3339
3340         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3341                 return;
3342
3343         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3344         /*
3345          * Need to be irq safe here because we can be called from either an irq
3346          * context (see bio.c and btrfs_put_ordered_extent()) or a non-irq
3347          * context.
3348          */
3349         spin_lock_irqsave(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3350         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3351         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3352         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3353         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3354                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3355 }
3356
3357 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3358                                     struct btrfs_inode *inode)
3359 {
3360         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3361         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3362         iput(&inode->vfs_inode);
3363         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3364                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3365         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3366 }
3367
3368 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3369                                    struct btrfs_inode *inode)
3370 {
3371         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3372                 spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3373                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3374                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3375                 spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3376         }
3377 }
3378
3379 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3380 {
3381         /*
3382          * btrfs_put_ordered_extent() can run in irq context (see bio.c), which
3383          * calls btrfs_add_delayed_iput() and that needs to lock
3384          * fs_info->delayed_iput_lock. So we need to disable irqs here to
3385          * prevent a deadlock.
3386          */
3387         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3388         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3389                 struct btrfs_inode *inode;
3390
3391                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3392                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3393                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3394                 if (need_resched()) {
3395                         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3396                         cond_resched();
3397                         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3398                 }
3399         }
3400         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3401 }
3402
3403 /*
3404  * Wait for flushing all delayed iputs
3405  *
3406  * @fs_info:  the filesystem
3407  *
3408  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3409  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3410  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3411  * that might get blocked on the iputs.
3412  *
3413  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3414  */
3415 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3416 {
3417         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3418                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3419         if (ret)
3420                 return -EINTR;
3421         return 0;
3422 }
3423
3424 /*
3425  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3426  * in the middle of an unlink.
3427  */
3428 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3429                      struct btrfs_inode *inode)
3430 {
3431         int ret;
3432
3433         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3434         if (ret && ret != -EEXIST) {
3435                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3436                 return ret;
3437         }
3438
3439         return 0;
3440 }
3441
3442 /*
3443  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3444  * this particular inode.
3445  */
3446 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3447                             struct btrfs_inode *inode)
3448 {
3449         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3450 }
3451
3452 /*
3453  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3454  * of this root.
3455  */
3456 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3457 {
3458         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3459         struct btrfs_path *path;
3460         struct extent_buffer *leaf;
3461         struct btrfs_key key, found_key;
3462         struct btrfs_trans_handle *trans;
3463         struct inode *inode;
3464         u64 last_objectid = 0;
3465         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3466
3467         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3468                 return 0;
3469
3470         path = btrfs_alloc_path();
3471         if (!path) {
3472                 ret = -ENOMEM;
3473                 goto out;
3474         }
3475         path->reada = READA_BACK;
3476
3477         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3478         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3479         key.offset = (u64)-1;
3480
3481         while (1) {
3482                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3483                 if (ret < 0)
3484                         goto out;
3485
3486                 /*
3487                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3488                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3489                  * find the key and see if we have stuff that matches
3490                  */
3491                 if (ret > 0) {
3492                         ret = 0;
3493                         if (path->slots[0] == 0)
3494                                 break;
3495                         path->slots[0]--;
3496                 }
3497
3498                 /* pull out the item */
3499                 leaf = path->nodes[0];
3500                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3501
3502                 /* make sure the item matches what we want */
3503                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3504                         break;
3505                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3506                         break;
3507
3508                 /* release the path since we're done with it */
3509                 btrfs_release_path(path);
3510
3511                 /*
3512                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3513                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3514                  * offset of the orphan item.
3515                  */
3516
3517                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3518                         /*
3519                          * We found the same inode as before. This means we were
3520                          * not able to remove its items via eviction triggered
3521                          * by an iput(). A transaction abort may have happened,
3522                          * due to -ENOSPC for example, so try to grab the error
3523                          * that lead to a transaction abort, if any.
3524                          */
3525                         btrfs_err(fs_info,
3526                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3527                         ret = BTRFS_FS_ERROR(fs_info) ?: -EINVAL;
3528                         goto out;
3529                 }
3530
3531                 last_objectid = found_key.offset;
3532
3533                 found_key.objectid = found_key.offset;
3534                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3535                 found_key.offset = 0;
3536                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3537                 if (IS_ERR(inode)) {
3538                         ret = PTR_ERR(inode);
3539                         inode = NULL;
3540                         if (ret != -ENOENT)
3541                                 goto out;
3542                 }
3543
3544                 if (!inode && root == fs_info->tree_root) {
3545                         struct btrfs_root *dead_root;
3546                         int is_dead_root = 0;
3547
3548                         /*
3549                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3550                          * could come from 2 sources:
3551                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3552                          *  b) a free space cache inode
3553                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3554                          * for a root must not get deleted before the deletion
3555                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3556                          *
3557                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3558                          * found all deleted roots and loaded them into
3559                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3560                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3561                          * up the root from that radix tree.
3562                          */
3563
3564                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3565                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3566                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3567                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3568                                 is_dead_root = 1;
3569                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3570
3571                         if (is_dead_root) {
3572                                 /* prevent this orphan from being found again */
3573                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3574                                 continue;
3575                         }
3576
3577                 }
3578
3579                 /*
3580                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3581                  * possibilities:
3582                  *
3583                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3584                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3585                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3586                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3587
3588                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3589                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3590                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3591                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3592                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3593                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3594                  *
3595                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3596                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3597                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3598                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3599                  * the orphan item.
3600                  *
3601                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3602                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3603                  * but either way, we can delete the orphan item.
3604                  */
3605                 if (!inode || inode->i_nlink) {
3606                         if (inode) {
3607                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3608                                 iput(inode);
3609                                 inode = NULL;
3610                                 if (ret)
3611                                         goto out;
3612                         }
3613                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3614                         if (IS_ERR(trans)) {
3615                                 ret = PTR_ERR(trans);
3616                                 goto out;
3617                         }
3618                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3619                                     found_key.objectid);
3620                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3621                                                     found_key.objectid);
3622                         btrfs_end_transaction(trans);
3623                         if (ret)
3624                                 goto out;
3625                         continue;
3626                 }
3627
3628                 nr_unlink++;
3629
3630                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3631                 iput(inode);
3632         }
3633         /* release the path since we're done with it */
3634         btrfs_release_path(path);
3635
3636         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3637                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3638                 if (!IS_ERR(trans))
3639                         btrfs_end_transaction(trans);
3640         }
3641
3642         if (nr_unlink)
3643                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3644
3645 out:
3646         if (ret)
3647                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3648         btrfs_free_path(path);
3649         return ret;
3650 }
3651
3652 /*
3653  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3654  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3655  *
3656  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3657  */
3658 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3659                                           int slot, u64 objectid,
3660                                           int *first_xattr_slot)
3661 {
3662         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3663         struct btrfs_key found_key;
3664         static u64 xattr_access = 0;
3665         static u64 xattr_default = 0;
3666         int scanned = 0;
3667
3668         if (!xattr_access) {
3669                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3670                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3671                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3672                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3673         }
3674
3675         slot++;
3676         *first_xattr_slot = -1;
3677         while (slot < nritems) {
3678                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3679
3680                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3681                 if (found_key.objectid != objectid)
3682                         return 0;
3683
3684                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3685                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3686                         if (*first_xattr_slot == -1)
3687                                 *first_xattr_slot = slot;
3688                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3689                             found_key.offset == xattr_default)
3690                                 return 1;
3691                 }
3692
3693                 /*
3694                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3695                  * be any acls later on
3696                  */
3697                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3698                         return 0;
3699
3700                 slot++;
3701                 scanned++;
3702
3703                 /*
3704                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3705                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3706                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3707                  * this is just an optimization
3708                  */
3709                 if (scanned >= 8)
3710                         break;
3711         }
3712         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3713          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3714          * has acls
3715          */
3716         if (*first_xattr_slot == -1)
3717                 *first_xattr_slot = slot;
3718         return 1;
3719 }
3720
3721 /*
3722  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3723  */
3724 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3725                                    struct btrfs_path *in_path)
3726 {
3727         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3728         struct btrfs_path *path = in_path;
3729         struct extent_buffer *leaf;
3730         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3731         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3732         struct btrfs_key location;
3733         unsigned long ptr;
3734         int maybe_acls;
3735         u32 rdev;
3736         int ret;
3737         bool filled = false;
3738         int first_xattr_slot;
3739
3740         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3741         if (!ret)
3742                 filled = true;
3743
3744         if (!path) {
3745                 path = btrfs_alloc_path();
3746                 if (!path)
3747                         return -ENOMEM;
3748         }
3749
3750         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3751
3752         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3753         if (ret) {
3754                 if (path != in_path)
3755                         btrfs_free_path(path);
3756                 return ret;
3757         }
3758
3759         leaf = path->nodes[0];
3760
3761         if (filled)
3762                 goto cache_index;
3763
3764         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3765                                     struct btrfs_inode_item);
3766         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3767         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3768         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3769         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3770         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3771         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3772                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3773
3774         inode_set_atime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime),
3775                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime));
3776
3777         inode_set_mtime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime),
3778                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime));
3779
3780         inode_set_ctime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime),
3781                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime));
3782
3783         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3784         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3785
3786         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3787         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3788         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3789
3790         inode_set_iversion_queried(inode,
3791                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3792         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3793         inode->i_rdev = 0;
3794         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3795
3796         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3797         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3798                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3799
3800 cache_index:
3801         /*
3802          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3803          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3804          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3805          * cache.
3806          *
3807          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3808          * in the delayed_nodes xarray.
3809          */
3810         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == btrfs_get_fs_generation(fs_info))
3811                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3812                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3813
3814         /*
3815          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3816          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3817          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3818          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3819          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3820          * replayed. For example, in the scenario:
3821          *
3822          * touch mydir/foo
3823          * ln mydir/foo mydir/bar
3824          * sync
3825          * unlink mydir/bar
3826          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3827          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3828          * <power failure>
3829          * mount fs, triggers fsync log replay
3830          *
3831          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3832          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3833          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3834          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3835          *
3836          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3837          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3838          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3839          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3840          */
3841         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3842
3843         /*
3844          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3845          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3846          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3847          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3848          */
3849         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3850
3851         path->slots[0]++;
3852         if (inode->i_nlink != 1 ||
3853             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3854                 goto cache_acl;
3855
3856         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3857         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3858                 goto cache_acl;
3859
3860         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3861         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3862                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3863
3864                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3865                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3866         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3867                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3868
3869                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3870                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3871                                                                      extref);
3872         }
3873 cache_acl:
3874         /*
3875          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3876          * any xattrs or acls
3877          */
3878         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3879                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3880         if (first_xattr_slot != -1) {
3881                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3882                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3883                 if (ret)
3884                         btrfs_err(fs_info,
3885                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3886                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3887                                   root->root_key.objectid, ret);
3888         }
3889         if (path != in_path)
3890                 btrfs_free_path(path);
3891
3892         if (!maybe_acls)
3893                 cache_no_acl(inode);
3894
3895         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3896         case S_IFREG:
3897                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3898                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3899                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3900                 break;
3901         case S_IFDIR:
3902                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3903                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3904                 break;
3905         case S_IFLNK:
3906                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3907                 inode_nohighmem(inode);
3908                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3909                 break;
3910         default:
3911                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3912                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3913                 break;
3914         }
3915
3916         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3917         return 0;
3918 }
3919
3920 /*
3921  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3922  */
3923 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3924                             struct extent_buffer *leaf,
3925                             struct btrfs_inode_item *item,
3926                             struct inode *inode)
3927 {
3928         struct btrfs_map_token token;
3929         u64 flags;
3930
3931         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3932
3933         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3934         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3935         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3936         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
3937         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
3938
3939         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
3940                                      inode_get_atime_sec(inode));
3941         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
3942                                       inode_get_atime_nsec(inode));
3943
3944         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
3945                                      inode_get_mtime_sec(inode));
3946         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
3947                                       inode_get_mtime_nsec(inode));
3948
3949         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
3950                                      inode_get_ctime_sec(inode));
3951         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
3952                                       inode_get_ctime_nsec(inode));
3953
3954         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_sec);
3955         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec);
3956
3957         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
3958         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
3959                                          BTRFS_I(inode)->generation);
3960         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
3961         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
3962         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
3963         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
3964                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3965         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
3966         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
3967 }
3968
3969 /*
3970  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3971  */
3972 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3973                                             struct btrfs_inode *inode)
3974 {
3975         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3976         struct btrfs_path *path;
3977         struct extent_buffer *leaf;
3978         int ret;
3979
3980         path = btrfs_alloc_path();
3981         if (!path)
3982                 return -ENOMEM;
3983
3984         ret = btrfs_lookup_inode(trans, inode->root, path, &inode->location, 1);
3985         if (ret) {
3986                 if (ret > 0)
3987                         ret = -ENOENT;
3988                 goto failed;
3989         }
3990
3991         leaf = path->nodes[0];
3992         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3993                                     struct btrfs_inode_item);
3994
3995         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
3996         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
3997         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
3998         ret = 0;
3999 failed:
4000         btrfs_free_path(path);
4001         return ret;
4002 }
4003
4004 /*
4005  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4006  */
4007 int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4008                        struct btrfs_inode *inode)
4009 {
4010         struct btrfs_root *root = inode->root;
4011         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4012         int ret;
4013
4014         /*
4015          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4016          * if we put it into the delayed code.
4017          *
4018          * The data relocation inode should also be directly updated
4019          * without delay
4020          */
4021         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4022             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4023             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4024                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4025
4026                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, inode);
4027                 if (!ret)
4028                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4029                 return ret;
4030         }
4031
4032         return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4033 }
4034
4035 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4036                                 struct btrfs_inode *inode)
4037 {
4038         int ret;
4039
4040         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4041         if (ret == -ENOSPC)
4042                 return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4043         return ret;
4044 }
4045
4046 /*
4047  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4048  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4049  * also drops the back refs in the inode to the directory
4050  */
4051 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4052                                 struct btrfs_inode *dir,
4053                                 struct btrfs_inode *inode,
4054                                 const struct fscrypt_str *name,
4055                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4056 {
4057         struct btrfs_root *root = dir->root;
4058         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4059         struct btrfs_path *path;
4060         int ret = 0;
4061         struct btrfs_dir_item *di;
4062         u64 index;
4063         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4064         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4065
4066         path = btrfs_alloc_path();
4067         if (!path) {
4068                 ret = -ENOMEM;
4069                 goto out;
4070         }
4071
4072         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4073         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4074                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4075                 goto err;
4076         }
4077         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4078         if (ret)
4079                 goto err;
4080         btrfs_release_path(path);
4081
4082         /*
4083          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4084          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4085          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4086          *
4087          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4088          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4089          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4090          * we update the inode item.
4091          */
4092         if (inode->dir_index) {
4093                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4094                 if (!ret) {
4095                         index = inode->dir_index;
4096                         goto skip_backref;
4097                 }
4098         }
4099
4100         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4101         if (ret) {
4102                 btrfs_info(fs_info,
4103                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4104                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4105                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4106                 goto err;
4107         }
4108 skip_backref:
4109         if (rename_ctx)
4110                 rename_ctx->index = index;
4111
4112         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4113         if (ret) {
4114                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4115                 goto err;
4116         }
4117
4118         /*
4119          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4120          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4121          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4122          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4123          */
4124         if (!rename_ctx) {
4125                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4126                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4127         }
4128
4129         /*
4130          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4131          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4132          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4133          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4134          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4135          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4136          * holding.
4137          */
4138         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4139 err:
4140         btrfs_free_path(path);
4141         if (ret)
4142                 goto out;
4143
4144         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4145         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4146         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4147         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4148         ret = btrfs_update_inode(trans, dir);
4149 out:
4150         return ret;
4151 }
4152
4153 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4154                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4155                        const struct fscrypt_str *name)
4156 {
4157         int ret;
4158
4159         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4160         if (!ret) {
4161                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4162                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4163         }
4164         return ret;
4165 }
4166
4167 /*
4168  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4169  *
4170  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4171  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4172  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4173  * allow the unlink to occur.
4174  */
4175 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4176 {
4177         struct btrfs_root *root = dir->root;
4178
4179         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4180                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4181 }
4182
4183 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4184 {
4185         struct btrfs_trans_handle *trans;
4186         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4187         int ret;
4188         struct fscrypt_name fname;
4189
4190         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4191         if (ret)
4192                 return ret;
4193
4194         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4195
4196         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4197         if (IS_ERR(trans)) {
4198                 ret = PTR_ERR(trans);
4199                 goto fscrypt_free;
4200         }
4201
4202         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4203                                 false);
4204
4205         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4206                                  &fname.disk_name);
4207         if (ret)
4208                 goto end_trans;
4209
4210         if (inode->i_nlink == 0) {
4211                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4212                 if (ret)
4213                         goto end_trans;
4214         }
4215
4216 end_trans:
4217         btrfs_end_transaction(trans);
4218         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4219 fscrypt_free:
4220         fscrypt_free_filename(&fname);
4221         return ret;
4222 }
4223
4224 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4225                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4226 {
4227         struct btrfs_root *root = dir->root;
4228         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4229         struct btrfs_path *path;
4230         struct extent_buffer *leaf;
4231         struct btrfs_dir_item *di;
4232         struct btrfs_key key;
4233         u64 index;
4234         int ret;
4235         u64 objectid;
4236         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4237         struct fscrypt_name fname;
4238
4239         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4240         if (ret)
4241                 return ret;
4242
4243         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4244
4245         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4246                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4247         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4248                 objectid = inode->location.objectid;
4249         } else {
4250                 WARN_ON(1);
4251                 fscrypt_free_filename(&fname);
4252                 return -EINVAL;
4253         }
4254
4255         path = btrfs_alloc_path();
4256         if (!path) {
4257                 ret = -ENOMEM;
4258                 goto out;
4259         }
4260
4261         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4262                                    &fname.disk_name, -1);
4263         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4264                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4265                 goto out;
4266         }
4267
4268         leaf = path->nodes[0];
4269         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4270         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4271         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4272         if (ret) {
4273                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4274                 goto out;
4275         }
4276         btrfs_release_path(path);
4277
4278         /*
4279          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4280          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4281          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4282          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4283          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4284          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4285          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4286          */
4287         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4288                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4289                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4290                         if (!di)
4291                                 ret = -ENOENT;
4292                         else
4293                                 ret = PTR_ERR(di);
4294                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4295                         goto out;
4296                 }
4297
4298                 leaf = path->nodes[0];
4299                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4300                 index = key.offset;
4301                 btrfs_release_path(path);
4302         } else {
4303                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4304                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4305                                          &index, &fname.disk_name);
4306                 if (ret) {
4307                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4308                         goto out;
4309                 }
4310         }
4311
4312         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4313         if (ret) {
4314                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4315                 goto out;
4316         }
4317
4318         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4319         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4320         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4321         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, dir);
4322         if (ret)
4323                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4324 out:
4325         btrfs_free_path(path);
4326         fscrypt_free_filename(&fname);
4327         return ret;
4328 }
4329
4330 /*
4331  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4332  * default.
4333  */
4334 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4335 {
4336         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4337         struct btrfs_path *path;
4338         struct btrfs_dir_item *di;
4339         struct btrfs_key key;
4340         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4341         u64 dir_id;
4342         int ret;
4343
4344         path = btrfs_alloc_path();
4345         if (!path)
4346                 return -ENOMEM;
4347
4348         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4349         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4350         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4351                                    dir_id, &name, 0);
4352         if (di && !IS_ERR(di)) {
4353                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4354                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4355                         ret = -EPERM;
4356                         btrfs_err(fs_info,
4357                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4358                                   key.objectid);
4359                         goto out;
4360                 }
4361                 btrfs_release_path(path);
4362         }
4363
4364         key.objectid = root->root_key.objectid;
4365         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4366         key.offset = (u64)-1;
4367
4368         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4369         if (ret < 0)
4370                 goto out;
4371         BUG_ON(ret == 0);
4372
4373         ret = 0;
4374         if (path->slots[0] > 0) {
4375                 path->slots[0]--;
4376                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4377                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4378                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4379                         ret = -ENOTEMPTY;
4380         }
4381 out:
4382         btrfs_free_path(path);
4383         return ret;
4384 }
4385
4386 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4387 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4388 {
4389         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4390         struct rb_node *node;
4391         struct rb_node *prev;
4392         struct btrfs_inode *entry;
4393         struct inode *inode;
4394         u64 objectid = 0;
4395
4396         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4397                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4398
4399         spin_lock(&root->inode_lock);
4400 again:
4401         node = root->inode_tree.rb_node;
4402         prev = NULL;
4403         while (node) {
4404                 prev = node;
4405                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4406
4407                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4408                         node = node->rb_left;
4409                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4410                         node = node->rb_right;
4411                 else
4412                         break;
4413         }
4414         if (!node) {
4415                 while (prev) {
4416                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4417                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4418                                 node = prev;
4419                                 break;
4420                         }
4421                         prev = rb_next(prev);
4422                 }
4423         }
4424         while (node) {
4425                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4426                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4427                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4428                 if (inode) {
4429                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4430                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4431                                 d_prune_aliases(inode);
4432                         /*
4433                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4434                          * cache when its usage count hits zero.
4435                          */
4436                         iput(inode);
4437                         cond_resched();
4438                         spin_lock(&root->inode_lock);
4439                         goto again;
4440                 }
4441
4442                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4443                         goto again;
4444
4445                 node = rb_next(node);
4446         }
4447         spin_unlock(&root->inode_lock);
4448 }
4449
4450 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4451 {
4452         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4453         struct btrfs_root *root = dir->root;
4454         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4455         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4456         struct btrfs_trans_handle *trans;
4457         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4458         u64 root_flags;
4459         int ret;
4460
4461         /*
4462          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4463          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4464          * again is not run concurrently.
4465          */
4466         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4467         if (dest->send_in_progress) {
4468                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4469                 btrfs_warn(fs_info,
4470                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4471                            dest->root_key.objectid);
4472                 return -EPERM;
4473         }
4474         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4475                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4476                 btrfs_warn(fs_info,
4477                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4478                            root->root_key.objectid);
4479                 return -EPERM;
4480         }
4481         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4482         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4483                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4484         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4485
4486         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4487
4488         ret = may_destroy_subvol(dest);
4489         if (ret)
4490                 goto out_up_write;
4491
4492         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4493         /*
4494          * One for dir inode,
4495          * two for dir entries,
4496          * two for root ref/backref.
4497          */
4498         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4499         if (ret)
4500                 goto out_up_write;
4501
4502         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4503         if (IS_ERR(trans)) {
4504                 ret = PTR_ERR(trans);
4505                 goto out_release;
4506         }
4507         trans->block_rsv = &block_rsv;
4508         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4509
4510         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4511
4512         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4513         if (ret) {
4514                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4515                 goto out_end_trans;
4516         }
4517
4518         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4519         if (ret) {
4520                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4521                 goto out_end_trans;
4522         }
4523
4524         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4525                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4526         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4527         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4528
4529         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4530                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4531                                         fs_info->tree_root,
4532                                         dest->root_key.objectid);
4533                 if (ret) {
4534                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4535                         goto out_end_trans;
4536                 }
4537         }
4538
4539         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4540                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4541                                   dest->root_key.objectid);
4542         if (ret && ret != -ENOENT) {
4543                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4544                 goto out_end_trans;
4545         }
4546         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4547                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4548                                           dest->root_item.received_uuid,
4549                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4550                                           dest->root_key.objectid);
4551                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4552                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4553                         goto out_end_trans;
4554                 }
4555         }
4556
4557         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4558         dest->anon_dev = 0;
4559 out_end_trans:
4560         trans->block_rsv = NULL;
4561         trans->bytes_reserved = 0;
4562         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4563         inode->i_flags |= S_DEAD;
4564 out_release:
4565         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4566 out_up_write:
4567         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4568         if (ret) {
4569                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4570                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4571                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4572                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4573                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4574         } else {
4575                 d_invalidate(dentry);
4576                 btrfs_prune_dentries(dest);
4577                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4578         }
4579
4580         return ret;
4581 }
4582
4583 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4584 {
4585         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4586         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4587         int err = 0;
4588         struct btrfs_trans_handle *trans;
4589         u64 last_unlink_trans;
4590         struct fscrypt_name fname;
4591
4592         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4593                 return -ENOTEMPTY;
4594         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4595                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4596                         btrfs_err(fs_info,
4597                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4598                         return -EOPNOTSUPP;
4599                 }
4600                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4601         }
4602
4603         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4604         if (err)
4605                 return err;
4606
4607         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4608
4609         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4610         if (IS_ERR(trans)) {
4611                 err = PTR_ERR(trans);
4612                 goto out_notrans;
4613         }
4614
4615         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4616                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4617                 goto out;
4618         }
4619
4620         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4621         if (err)
4622                 goto out;
4623
4624         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4625
4626         /* now the directory is empty */
4627         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4628                                  &fname.disk_name);
4629         if (!err) {
4630                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4631                 /*
4632                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4633                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4634                  * log tree in the case we do something like this:
4635                  * 1) create dir foo
4636                  * 2) create snapshot under dir foo
4637                  * 3) delete the snapshot
4638                  * 4) rmdir foo
4639                  * 5) mkdir foo
4640                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4641                  */
4642                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4643                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4644         }
4645 out:
4646         btrfs_end_transaction(trans);
4647 out_notrans:
4648         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4649         fscrypt_free_filename(&fname);
4650
4651         return err;
4652 }
4653
4654 /*
4655  * Read, zero a chunk and write a block.
4656  *
4657  * @inode - inode that we're zeroing
4658  * @from - the offset to start zeroing
4659  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4660  *      offset
4661  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4662  *
4663  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4664  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4665  */
4666 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4667                          int front)
4668 {
4669         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4670         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4671         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4672         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4673         struct extent_state *cached_state = NULL;
4674         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4675         bool only_release_metadata = false;
4676         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4677         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4678         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4679         struct page *page;
4680         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4681         size_t write_bytes = blocksize;
4682         int ret = 0;
4683         u64 block_start;
4684         u64 block_end;
4685
4686         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4687             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4688                 goto out;
4689
4690         block_start = round_down(from, blocksize);
4691         block_end = block_start + blocksize - 1;
4692
4693         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4694                                           blocksize, false);
4695         if (ret < 0) {
4696                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4697                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4698                         only_release_metadata = true;
4699                 } else {
4700                         goto out;
4701                 }
4702         }
4703         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4704         if (ret < 0) {
4705                 if (!only_release_metadata)
4706                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4707                                                        block_start, blocksize);
4708                 goto out;
4709         }
4710 again:
4711         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4712         if (!page) {
4713                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4714                                              blocksize, true);
4715                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4716                 ret = -ENOMEM;
4717                 goto out;
4718         }
4719
4720         if (!PageUptodate(page)) {
4721                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4722                 lock_page(page);
4723                 if (page->mapping != mapping) {
4724                         unlock_page(page);
4725                         put_page(page);
4726                         goto again;
4727                 }
4728                 if (!PageUptodate(page)) {
4729                         ret = -EIO;
4730                         goto out_unlock;
4731                 }
4732         }
4733
4734         /*
4735          * We unlock the page after the io is completed and then re-lock it
4736          * above.  release_folio() could have come in between that and cleared
4737          * folio private, but left the page in the mapping.  Set the page mapped
4738          * here to make sure it's properly set for the subpage stuff.
4739          */
4740         ret = set_page_extent_mapped(page);
4741         if (ret < 0)
4742                 goto out_unlock;
4743
4744         wait_on_page_writeback(page);
4745
4746         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4747
4748         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4749         if (ordered) {
4750                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4751                 unlock_page(page);
4752                 put_page(page);
4753                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4754                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4755                 goto again;
4756         }
4757
4758         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4759                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4760                          &cached_state);
4761
4762         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4763                                         &cached_state);
4764         if (ret) {
4765                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4766                 goto out_unlock;
4767         }
4768
4769         if (offset != blocksize) {
4770                 if (!len)
4771                         len = blocksize - offset;
4772                 if (front)
4773                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4774                                      offset);
4775                 else
4776                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4777                                      len);
4778         }
4779         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, page_folio(page), block_start,
4780                                   block_end + 1 - block_start);
4781         btrfs_folio_set_dirty(fs_info, page_folio(page), block_start,
4782                               block_end + 1 - block_start);
4783         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4784
4785         if (only_release_metadata)
4786                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4787                                EXTENT_NORESERVE, NULL);
4788
4789 out_unlock:
4790         if (ret) {
4791                 if (only_release_metadata)
4792                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4793                 else
4794                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4795                                         block_start, blocksize, true);
4796         }
4797         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4798         unlock_page(page);
4799         put_page(page);
4800 out:
4801         if (only_release_metadata)
4802                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4803         extent_changeset_free(data_reserved);
4804         return ret;
4805 }
4806
4807 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_inode *inode, u64 offset, u64 len)
4808 {
4809         struct btrfs_root *root = inode->root;
4810         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4811         struct btrfs_trans_handle *trans;
4812         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4813         int ret;
4814
4815         /*
4816          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4817          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4818          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4819          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4820          */
4821         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4822                 return 0;
4823
4824         /*
4825          * 1 - for the one we're dropping
4826          * 1 - for the one we're adding
4827          * 1 - for updating the inode.
4828          */
4829         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4830         if (IS_ERR(trans))
4831                 return PTR_ERR(trans);
4832
4833         drop_args.start = offset;
4834         drop_args.end = offset + len;
4835         drop_args.drop_cache = true;
4836
4837         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4838         if (ret) {
4839                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4840                 btrfs_end_transaction(trans);
4841                 return ret;
4842         }
4843
4844         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4845         if (ret) {
4846                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4847         } else {
4848                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4849                 btrfs_update_inode(trans, inode);
4850         }
4851         btrfs_end_transaction(trans);
4852         return ret;
4853 }
4854
4855 /*
4856  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4857  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4858  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4859  * the range between oldsize and size
4860  */
4861 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4862 {
4863         struct btrfs_root *root = inode->root;
4864         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4865         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4866         struct extent_map *em = NULL;
4867         struct extent_state *cached_state = NULL;
4868         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4869         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4870         u64 last_byte;
4871         u64 cur_offset;
4872         u64 hole_size;
4873         int err = 0;
4874
4875         /*
4876          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4877          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4878          * expose stale data.
4879          */
4880         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4881         if (err)
4882                 return err;
4883
4884         if (size <= hole_start)
4885                 return 0;
4886
4887         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4888                                            &cached_state);
4889         cur_offset = hole_start;
4890         while (1) {
4891                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
4892                                       block_end - cur_offset);
4893                 if (IS_ERR(em)) {
4894                         err = PTR_ERR(em);
4895                         em = NULL;
4896                         break;
4897                 }
4898                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4899                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4900                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4901
4902                 if (!(em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
4903                         struct extent_map *hole_em;
4904
4905                         err = maybe_insert_hole(inode, cur_offset, hole_size);
4906                         if (err)
4907                                 break;
4908
4909                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4910                                                         cur_offset, hole_size);
4911                         if (err)
4912                                 break;
4913
4914                         hole_em = alloc_extent_map();
4915                         if (!hole_em) {
4916                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
4917                                                     cur_offset + hole_size - 1,
4918                                                     false);
4919                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
4920                                 goto next;
4921                         }
4922                         hole_em->start = cur_offset;
4923                         hole_em->len = hole_size;
4924                         hole_em->orig_start = cur_offset;
4925
4926                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
4927                         hole_em->block_len = 0;
4928                         hole_em->orig_block_len = 0;
4929                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4930                         hole_em->generation = btrfs_get_fs_generation(fs_info);
4931
4932                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
4933                         free_extent_map(hole_em);
4934                 } else {
4935                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4936                                                         cur_offset, hole_size);
4937                         if (err)
4938                                 break;
4939                 }
4940 next:
4941                 free_extent_map(em);
4942                 em = NULL;
4943                 cur_offset = last_byte;
4944                 if (cur_offset >= block_end)
4945                         break;
4946         }
4947         free_extent_map(em);
4948         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
4949         return err;
4950 }
4951
4952 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
4953 {
4954         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
4955         struct btrfs_trans_handle *trans;
4956         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
4957         loff_t newsize = attr->ia_size;
4958         int mask = attr->ia_valid;
4959         int ret;
4960
4961         /*
4962          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
4963          * special case where we need to update the times despite not having
4964          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
4965          * explicitly if it wants a timestamp update.
4966          */
4967         if (newsize != oldsize) {
4968                 inode_inc_iversion(inode);
4969                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
4970                         inode_set_mtime_to_ts(inode,
4971                                               inode_set_ctime_current(inode));
4972                 }
4973         }
4974
4975         if (newsize > oldsize) {
4976                 /*
4977                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
4978                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
4979                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
4980                  * truncation, it must capture all writes that happened before
4981                  * this truncation.
4982                  */
4983                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
4984                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
4985                 if (ret) {
4986                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4987                         return ret;
4988                 }
4989
4990                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
4991                 if (IS_ERR(trans)) {
4992                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4993                         return PTR_ERR(trans);
4994                 }
4995
4996                 i_size_write(inode, newsize);
4997                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4998                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
4999                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
5000                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5001                 btrfs_end_transaction(trans);
5002         } else {
5003                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5004
5005                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5006                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5007                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5008                                         (u64)-1);
5009                         if (ret)
5010                                 return ret;
5011                 }
5012
5013                 /*
5014                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5015                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5016                  * on close.
5017                  */
5018                 if (newsize == 0)
5019                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5020                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5021
5022                 truncate_setsize(inode, newsize);
5023
5024                 inode_dio_wait(inode);
5025
5026                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5027                 if (ret && inode->i_nlink) {
5028                         int err;
5029
5030                         /*
5031                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5032                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5033                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5034                          * in-memory size to match.
5035                          */
5036                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5037                         if (err)
5038                                 return err;
5039                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5040                 }
5041         }
5042
5043         return ret;
5044 }
5045
5046 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5047                          struct iattr *attr)
5048 {
5049         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5050         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5051         int err;
5052
5053         if (btrfs_root_readonly(root))
5054                 return -EROFS;
5055
5056         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5057         if (err)
5058                 return err;
5059
5060         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5061                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5062                 if (err)
5063                         return err;
5064         }
5065
5066         if (attr->ia_valid) {
5067                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5068                 inode_inc_iversion(inode);
5069                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5070
5071                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5072                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5073         }
5074
5075         return err;
5076 }
5077
5078 /*
5079  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5080  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5081  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5082  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5083  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5084  * wasting lots of time.
5085  *
5086  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5087  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5088  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5089  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5090  */
5091 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5092 {
5093         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5094         struct rb_node *node;
5095
5096         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5097         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5098
5099         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5100
5101         /*
5102          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5103          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5104          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5105          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5106          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5107          * ranges can still be locked and eviction started because before
5108          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5109          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5110          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5111          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5112          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5113          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5114          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5115          * use-after-free issue.
5116          */
5117         spin_lock(&io_tree->lock);
5118         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5119                 struct extent_state *state;
5120                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5121                 u64 start;
5122                 u64 end;
5123                 unsigned state_flags;
5124
5125                 node = rb_first(&io_tree->state);
5126                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5127                 start = state->start;
5128                 end = state->end;
5129                 state_flags = state->state;
5130                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5131
5132                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5133
5134                 /*
5135                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5136                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5137                  * So we need to free its reserved space here.
5138                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5139                  *
5140                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5141                  */
5142                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5143                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5144                                                end - start + 1, NULL);
5145
5146                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5147                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5148                                  &cached_state);
5149
5150                 cond_resched();
5151                 spin_lock(&io_tree->lock);
5152         }
5153         spin_unlock(&io_tree->lock);
5154 }
5155
5156 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5157                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5158 {
5159         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5160         struct btrfs_trans_handle *trans;
5161         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5162         int ret;
5163
5164         /*
5165          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5166          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5167          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5168          *
5169          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5170          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5171          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5172          * delayed refs activity by truncating.
5173          *
5174          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5175          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5176          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5177          */
5178         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5179                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5180         if (ret) {
5181                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5182                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5183                 if (ret) {
5184                         btrfs_warn(fs_info,
5185                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5186                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5187                 }
5188                 delayed_refs_extra = 0;
5189         }
5190
5191         trans = btrfs_join_transaction(root);
5192         if (IS_ERR(trans))
5193                 return trans;
5194
5195         if (delayed_refs_extra) {
5196                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5197                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5198                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5199                                         delayed_refs_extra, true);
5200         }
5201         return trans;
5202 }
5203
5204 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5205 {
5206         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5207         struct btrfs_trans_handle *trans;
5208         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5209         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5210         int ret;
5211
5212         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5213
5214         if (!root) {
5215                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5216                 clear_inode(inode);
5217                 return;
5218         }
5219
5220         evict_inode_truncate_pages(inode);
5221
5222         if (inode->i_nlink &&
5223             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5224               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5225              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5226                 goto out;
5227
5228         if (is_bad_inode(inode))
5229                 goto out;
5230
5231         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5232                 goto out;
5233
5234         if (inode->i_nlink > 0) {
5235                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5236                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5237                 goto out;
5238         }
5239
5240         /*
5241          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5242          * the inode update is released.
5243          */
5244         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5245         if (ret)
5246                 goto out;
5247
5248         /*
5249          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5250          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5251          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5252          * the truncate.
5253          */
5254         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5255
5256         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5257         if (!rsv)
5258                 goto out;
5259         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5260         rsv->failfast = true;
5261
5262         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5263
5264         while (1) {
5265                 struct btrfs_truncate_control control = {
5266                         .inode = BTRFS_I(inode),
5267                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5268                         .new_size = 0,
5269                         .min_type = 0,
5270                 };
5271
5272                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5273                 if (IS_ERR(trans))
5274                         goto out;
5275
5276                 trans->block_rsv = rsv;
5277
5278                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5279                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5280                 btrfs_end_transaction(trans);
5281                 /*
5282                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5283                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5284                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5285                  */
5286                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5287                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5288                         goto out;
5289                 else if (!ret)
5290                         break;
5291         }
5292
5293         /*
5294          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5295          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5296          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5297          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5298          *
5299          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5300          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5301          */
5302         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5303         if (!IS_ERR(trans)) {
5304                 trans->block_rsv = rsv;
5305                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5306                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5307                 btrfs_end_transaction(trans);
5308         }
5309
5310 out:
5311         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5312         /*
5313          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5314          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5315          * to retry these periodically in the future.
5316          */
5317         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5318         fsverity_cleanup_inode(inode);
5319         clear_inode(inode);
5320 }
5321
5322 /*
5323  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5324  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5325  *
5326  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5327  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5328  */
5329 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5330                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5331 {
5332         struct btrfs_dir_item *di;
5333         struct btrfs_path *path;
5334         struct btrfs_root *root = dir->root;
5335         int ret = 0;
5336         struct fscrypt_name fname;
5337
5338         path = btrfs_alloc_path();
5339         if (!path)
5340                 return -ENOMEM;
5341
5342         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5343         if (ret < 0)
5344                 goto out;
5345         /*
5346          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5347          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5348          */
5349         ASSERT(ret == 0);
5350
5351         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5352
5353         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5354                                    &fname.disk_name, 0);
5355         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5356                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5357                 goto out;
5358         }
5359
5360         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5361         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5362             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5363                 ret = -EUCLEAN;
5364                 btrfs_warn(root->fs_info,
5365 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5366                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5367                            location->objectid, location->type, location->offset);
5368         }
5369         if (!ret)
5370                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5371 out:
5372         fscrypt_free_filename(&fname);
5373         btrfs_free_path(path);
5374         return ret;
5375 }
5376
5377 /*
5378  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5379  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5380  * is kind of like crossing a mount point.
5381  */
5382 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5383                                     struct btrfs_inode *dir,
5384                                     struct dentry *dentry,
5385                                     struct btrfs_key *location,
5386                                     struct btrfs_root **sub_root)
5387 {
5388         struct btrfs_path *path;
5389         struct btrfs_root *new_root;
5390         struct btrfs_root_ref *ref;
5391         struct extent_buffer *leaf;
5392         struct btrfs_key key;
5393         int ret;
5394         int err = 0;
5395         struct fscrypt_name fname;
5396
5397         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5398         if (ret)
5399                 return ret;
5400
5401         path = btrfs_alloc_path();
5402         if (!path) {
5403                 err = -ENOMEM;
5404                 goto out;
5405         }
5406
5407         err = -ENOENT;
5408         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5409         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5410         key.offset = location->objectid;
5411
5412         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5413         if (ret) {
5414                 if (ret < 0)
5415                         err = ret;
5416                 goto out;
5417         }
5418
5419         leaf = path->nodes[0];
5420         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5421         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5422             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5423                 goto out;
5424
5425         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5426                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5427         if (ret)
5428                 goto out;
5429
5430         btrfs_release_path(path);
5431
5432         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5433         if (IS_ERR(new_root)) {
5434                 err = PTR_ERR(new_root);
5435                 goto out;
5436         }
5437
5438         *sub_root = new_root;
5439         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5440         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5441         location->offset = 0;
5442         err = 0;
5443 out:
5444         btrfs_free_path(path);
5445         fscrypt_free_filename(&fname);
5446         return err;
5447 }
5448
5449 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5450 {
5451         struct btrfs_root *root = inode->root;
5452         struct btrfs_inode *entry;
5453         struct rb_node **p;
5454         struct rb_node *parent;
5455         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5456         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5457
5458         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5459                 return;
5460         parent = NULL;
5461         spin_lock(&root->inode_lock);
5462         p = &root->inode_tree.rb_node;
5463         while (*p) {
5464                 parent = *p;
5465                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5466
5467                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5468                         p = &parent->rb_left;
5469                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5470                         p = &parent->rb_right;
5471                 else {
5472                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5473                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5474                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5475                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5476                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5477                         return;
5478                 }
5479         }
5480         rb_link_node(new, parent, p);
5481         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5482         spin_unlock(&root->inode_lock);
5483 }
5484
5485 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5486 {
5487         struct btrfs_root *root = inode->root;
5488         int empty = 0;
5489
5490         spin_lock(&root->inode_lock);
5491         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5492                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5493                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5494                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5495         }
5496         spin_unlock(&root->inode_lock);
5497
5498         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5499                 spin_lock(&root->inode_lock);
5500                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5501                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5502                 if (empty)
5503                         btrfs_add_dead_root(root);
5504         }
5505 }
5506
5507
5508 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5509 {
5510         struct btrfs_iget_args *args = p;
5511
5512         inode->i_ino = args->ino;
5513         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5514         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5515         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5516         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5517         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5518
5519         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5520             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5521                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5522                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5523         return 0;
5524 }
5525
5526 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5527 {
5528         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5529
5530         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5531                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5532 }
5533
5534 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5535                                        struct btrfs_root *root)
5536 {
5537         struct inode *inode;
5538         struct btrfs_iget_args args;
5539         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5540
5541         args.ino = ino;
5542         args.root = root;
5543
5544         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5545                              btrfs_init_locked_inode,
5546                              (void *)&args);
5547         return inode;
5548 }
5549
5550 /*
5551  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5552  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5553  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5554  * later.
5555  */
5556 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5557                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5558 {
5559         struct inode *inode;
5560
5561         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5562         if (!inode)
5563                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5564
5565         if (inode->i_state & I_NEW) {
5566                 int ret;
5567
5568                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5569                 if (!ret) {
5570                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5571                         unlock_new_inode(inode);
5572                 } else {
5573                         iget_failed(inode);
5574                         /*
5575                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5576                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5577                          * was not found.
5578                          */
5579                         if (ret > 0)
5580                                 ret = -ENOENT;
5581                         inode = ERR_PTR(ret);
5582                 }
5583         }
5584
5585         return inode;
5586 }
5587
5588 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5589 {
5590         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5591 }
5592
5593 static struct inode *new_simple_dir(struct inode *dir,
5594                                     struct btrfs_key *key,
5595                                     struct btrfs_root *root)
5596 {
5597         struct timespec64 ts;
5598         struct inode *inode = new_inode(dir->i_sb);
5599
5600         if (!inode)
5601                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5602
5603         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5604         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5605         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5606
5607         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5608         /*
5609          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5610          * associated with the dentry
5611          */
5612         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5613         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5614         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5615         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5616
5617         ts = inode_set_ctime_current(inode);
5618         inode_set_mtime_to_ts(inode, ts);
5619         inode_set_atime_to_ts(inode, inode_get_atime(dir));
5620         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
5621         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
5622
5623         inode->i_uid = dir->i_uid;
5624         inode->i_gid = dir->i_gid;
5625
5626         return inode;
5627 }
5628
5629 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5630 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5631 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5632 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5633 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5634 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5635 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5636 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5637
5638 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5639 {
5640         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5641 }
5642
5643 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5644 {
5645         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5646         struct inode *inode;
5647         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5648         struct btrfs_root *sub_root = root;
5649         struct btrfs_key location;
5650         u8 di_type = 0;
5651         int ret = 0;
5652
5653         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5654                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5655
5656         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5657         if (ret < 0)
5658                 return ERR_PTR(ret);
5659
5660         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5661                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5662                 if (IS_ERR(inode))
5663                         return inode;
5664
5665                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5666                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5667                         btrfs_crit(fs_info,
5668 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5669                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5670                                   di_type);
5671                         iput(inode);
5672                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5673                 }
5674                 return inode;
5675         }
5676
5677         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5678                                        &location, &sub_root);
5679         if (ret < 0) {
5680                 if (ret != -ENOENT)
5681                         inode = ERR_PTR(ret);
5682                 else
5683                         inode = new_simple_dir(dir, &location, root);
5684         } else {
5685                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5686                 btrfs_put_root(sub_root);
5687
5688                 if (IS_ERR(inode))
5689                         return inode;
5690
5691                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5692                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5693                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5694                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5695                 if (ret) {
5696                         iput(inode);
5697                         inode = ERR_PTR(ret);
5698                 }
5699         }
5700
5701         return inode;
5702 }
5703
5704 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5705 {
5706         struct btrfs_root *root;
5707         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5708
5709         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5710                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5711
5712         if (inode) {
5713                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5714                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5715                         return 1;
5716
5717                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5718                         return 1;
5719         }
5720         return 0;
5721 }
5722
5723 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5724                                    unsigned int flags)
5725 {
5726         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5727
5728         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5729                 inode = NULL;
5730         return d_splice_alias(inode, dentry);
5731 }
5732
5733 /*
5734  * Find the highest existing sequence number in a directory and then set the
5735  * in-memory index_cnt variable to the first free sequence number.
5736  */
5737 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5738 {
5739         struct btrfs_root *root = inode->root;
5740         struct btrfs_key key, found_key;
5741         struct btrfs_path *path;
5742         struct extent_buffer *leaf;
5743         int ret;
5744
5745         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5746         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5747         key.offset = (u64)-1;
5748
5749         path = btrfs_alloc_path();
5750         if (!path)
5751                 return -ENOMEM;
5752
5753         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5754         if (ret < 0)
5755                 goto out;
5756         /* FIXME: we should be able to handle this */
5757         if (ret == 0)
5758                 goto out;
5759         ret = 0;
5760
5761         if (path->slots[0] == 0) {
5762                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5763                 goto out;
5764         }
5765
5766         path->slots[0]--;
5767
5768         leaf = path->nodes[0];
5769         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5770
5771         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5772             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5773                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5774                 goto out;
5775         }
5776
5777         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5778 out:
5779         btrfs_free_path(path);
5780         return ret;
5781 }
5782
5783 static int btrfs_get_dir_last_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5784 {
5785         int ret = 0;
5786
5787         btrfs_inode_lock(dir, 0);
5788         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5789                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5790                 if (ret) {
5791                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5792                         if (ret)
5793                                 goto out;
5794                 }
5795         }
5796
5797         /* index_cnt is the index number of next new entry, so decrement it. */
5798         *index = dir->index_cnt - 1;
5799 out:
5800         btrfs_inode_unlock(dir, 0);
5801
5802         return ret;
5803 }
5804
5805 /*
5806  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5807  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5808  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5809  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5810  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5811  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5812  * tree lock.
5813  */
5814 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5815 {
5816         struct btrfs_file_private *private;
5817         u64 last_index;
5818         int ret;
5819
5820         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(inode), &last_index);
5821         if (ret)
5822                 return ret;
5823
5824         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5825         if (!private)
5826                 return -ENOMEM;
5827         private->last_index = last_index;
5828         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5829         if (!private->filldir_buf) {
5830                 kfree(private);
5831                 return -ENOMEM;
5832         }
5833         file->private_data = private;
5834         return 0;
5835 }
5836
5837 static loff_t btrfs_dir_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
5838 {
5839         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5840         int ret;
5841
5842         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(file_inode(file)),
5843                                        &private->last_index);
5844         if (ret)
5845                 return ret;
5846
5847         return generic_file_llseek(file, offset, whence);
5848 }
5849
5850 struct dir_entry {
5851         u64 ino;
5852         u64 offset;
5853         unsigned type;
5854         int name_len;
5855 };
5856
5857 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5858 {
5859         while (entries--) {
5860                 struct dir_entry *entry = addr;
5861                 char *name = (char *)(entry + 1);
5862
5863                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5864                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5865                                          get_unaligned(&entry->ino),
5866                                          get_unaligned(&entry->type)))
5867                         return 1;
5868                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5869                         get_unaligned(&entry->name_len);
5870                 ctx->pos++;
5871         }
5872         return 0;
5873 }
5874
5875 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5876 {
5877         struct inode *inode = file_inode(file);
5878         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5879         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5880         struct btrfs_dir_item *di;
5881         struct btrfs_key key;
5882         struct btrfs_key found_key;
5883         struct btrfs_path *path;
5884         void *addr;
5885         LIST_HEAD(ins_list);
5886         LIST_HEAD(del_list);
5887         int ret;
5888         char *name_ptr;
5889         int name_len;
5890         int entries = 0;
5891         int total_len = 0;
5892         bool put = false;
5893         struct btrfs_key location;
5894
5895         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5896                 return 0;
5897
5898         path = btrfs_alloc_path();
5899         if (!path)
5900                 return -ENOMEM;
5901
5902         addr = private->filldir_buf;
5903         path->reada = READA_FORWARD;
5904
5905         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, private->last_index,
5906                                               &ins_list, &del_list);
5907
5908 again:
5909         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5910         key.offset = ctx->pos;
5911         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5912
5913         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5914                 struct dir_entry *entry;
5915                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5916                 u8 ftype;
5917
5918                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5919                         break;
5920                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5921                         break;
5922                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5923                         continue;
5924                 if (found_key.offset > private->last_index)
5925                         break;
5926                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5927                         continue;
5928                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5929                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5930                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5931                     PAGE_SIZE) {
5932                         btrfs_release_path(path);
5933                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5934                         if (ret)
5935                                 goto nopos;
5936                         addr = private->filldir_buf;
5937                         entries = 0;
5938                         total_len = 0;
5939                         goto again;
5940                 }
5941
5942                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
5943                 entry = addr;
5944                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5945                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
5946                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
5947                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5948                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
5949                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5950                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5951                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5952                 entries++;
5953                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5954                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5955         }
5956         /* Catch error encountered during iteration */
5957         if (ret < 0)
5958                 goto err;
5959
5960         btrfs_release_path(path);
5961
5962         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5963         if (ret)
5964                 goto nopos;
5965
5966         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5967         if (ret)
5968                 goto nopos;
5969
5970         /*
5971          * Stop new entries from being returned after we return the last
5972          * entry.
5973          *
5974          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5975          * offset.  This means that new entries created during readdir
5976          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5977          * This has broken buggy programs which operate on names as
5978          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5979          * we have this hack to stop new entries from being returned
5980          * under the assumption that they'll never reach this huge
5981          * offset.
5982          *
5983          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5984          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5985          * in the past.
5986          */
5987         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5988                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5989         else
5990                 ctx->pos = INT_MAX;
5991 nopos:
5992         ret = 0;
5993 err:
5994         if (put)
5995                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5996         btrfs_free_path(path);
5997         return ret;
5998 }
5999
6000 /*
6001  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6002  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6003  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6004  * to keep or drop this code.
6005  */
6006 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
6007 {
6008         struct btrfs_root *root = inode->root;
6009         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6010         struct btrfs_trans_handle *trans;
6011         int ret;
6012
6013         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
6014                 return 0;
6015
6016         trans = btrfs_join_transaction(root);
6017         if (IS_ERR(trans))
6018                 return PTR_ERR(trans);
6019
6020         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6021         if (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT) {
6022                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6023                 btrfs_end_transaction(trans);
6024                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6025                 if (IS_ERR(trans))
6026                         return PTR_ERR(trans);
6027
6028                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6029         }
6030         btrfs_end_transaction(trans);
6031         if (inode->delayed_node)
6032                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6033
6034         return ret;
6035 }
6036
6037 /*
6038  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6039  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6040  */
6041 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, int flags)
6042 {
6043         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6044         bool dirty;
6045
6046         if (btrfs_root_readonly(root))
6047                 return -EROFS;
6048
6049         dirty = inode_update_timestamps(inode, flags);
6050         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6051 }
6052
6053 /*
6054  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6055  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6056  */
6057 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6058 {
6059         int ret = 0;
6060
6061         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6062                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6063                 if (ret) {
6064                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6065                         if (ret)
6066                                 return ret;
6067                 }
6068         }
6069
6070         *index = dir->index_cnt;
6071         dir->index_cnt++;
6072
6073         return ret;
6074 }
6075
6076 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6077 {
6078         struct btrfs_iget_args args;
6079
6080         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6081         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6082
6083         return insert_inode_locked4(inode,
6084                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6085                    btrfs_find_actor, &args);
6086 }
6087
6088 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6089                             unsigned int *trans_num_items)
6090 {
6091         struct inode *dir = args->dir;
6092         struct inode *inode = args->inode;
6093         int ret;
6094
6095         if (!args->orphan) {
6096                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6097                                              &args->fname);
6098                 if (ret)
6099                         return ret;
6100         }
6101
6102         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6103         if (ret) {
6104                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6105                 return ret;
6106         }
6107
6108         /* 1 to add inode item */
6109         *trans_num_items = 1;
6110         /* 1 to add compression property */
6111         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6112                 (*trans_num_items)++;
6113         /* 1 to add default ACL xattr */
6114         if (args->default_acl)
6115                 (*trans_num_items)++;
6116         /* 1 to add access ACL xattr */
6117         if (args->acl)
6118                 (*trans_num_items)++;
6119 #ifdef CONFIG_SECURITY
6120         /* 1 to add LSM xattr */
6121         if (dir->i_security)
6122                 (*trans_num_items)++;
6123 #endif
6124         if (args->orphan) {
6125                 /* 1 to add orphan item */
6126                 (*trans_num_items)++;
6127         } else {
6128                 /*
6129                  * 1 to add dir item
6130                  * 1 to add dir index
6131                  * 1 to update parent inode item
6132                  *
6133                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6134                  * inserted in a batch together with the inode item at
6135                  * btrfs_create_new_inode().
6136                  */
6137                 *trans_num_items += 3;
6138         }
6139         return 0;
6140 }
6141
6142 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6143 {
6144         posix_acl_release(args->acl);
6145         posix_acl_release(args->default_acl);
6146         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6147 }
6148
6149 /*
6150  * Inherit flags from the parent inode.
6151  *
6152  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6153  */
6154 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6155 {
6156         unsigned int flags;
6157
6158         flags = dir->flags;
6159
6160         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6161                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6162                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6163         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6164                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6165                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6166         }
6167
6168         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6169                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6170                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6171                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6172         }
6173
6174         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6175 }
6176
6177 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6178                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6179 {
6180         struct timespec64 ts;
6181         struct inode *dir = args->dir;
6182         struct inode *inode = args->inode;
6183         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6184         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6185         struct btrfs_root *root;
6186         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6187         struct btrfs_key *location;
6188         struct btrfs_path *path;
6189         u64 objectid;
6190         struct btrfs_inode_ref *ref;
6191         struct btrfs_key key[2];
6192         u32 sizes[2];
6193         struct btrfs_item_batch batch;
6194         unsigned long ptr;
6195         int ret;
6196
6197         path = btrfs_alloc_path();
6198         if (!path)
6199                 return -ENOMEM;
6200
6201         if (!args->subvol)
6202                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6203         root = BTRFS_I(inode)->root;
6204
6205         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6206         if (ret)
6207                 goto out;
6208         inode->i_ino = objectid;
6209
6210         if (args->orphan) {
6211                 /*
6212                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6213                  * fill in an inode item with the correct link count.
6214                  */
6215                 set_nlink(inode, 0);
6216         } else {
6217                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6218
6219                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6220                 if (ret)
6221                         goto out;
6222         }
6223         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6224         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6225         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6226         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6227
6228         /*
6229          * We don't have any capability xattrs set here yet, shortcut any
6230          * queries for the xattrs here.  If we add them later via the inode
6231          * security init path or any other path this flag will be cleared.
6232          */
6233         set_bit(BTRFS_INODE_NO_CAP_XATTR, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6234
6235         /*
6236          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6237          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6238          * change it now without compatibility issues.
6239          */
6240         if (!args->subvol)
6241                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6242
6243         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6244                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6245                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6246                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6247                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6248                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6249         }
6250
6251         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6252         location->objectid = objectid;
6253         location->offset = 0;
6254         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6255
6256         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6257         if (ret < 0) {
6258                 if (!args->orphan)
6259                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6260                 goto out;
6261         }
6262
6263         /*
6264          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6265          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6266          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6267          * old info in the log.
6268          */
6269         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6270
6271         key[0].objectid = objectid;
6272         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6273         key[0].offset = 0;
6274
6275         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6276
6277         if (!args->orphan) {
6278                 /*
6279                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6280                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6281                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6282                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6283                  */
6284                 key[1].objectid = objectid;
6285                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6286                 if (args->subvol) {
6287                         key[1].offset = objectid;
6288                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6289                 } else {
6290                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6291                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6292                 }
6293         }
6294
6295         batch.keys = &key[0];
6296         batch.data_sizes = &sizes[0];
6297         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6298         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6299         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6300         if (ret != 0) {
6301                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6302                 goto discard;
6303         }
6304
6305         ts = simple_inode_init_ts(inode);
6306         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
6307         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
6308
6309         /*
6310          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6311          * must be fully initialized.
6312          */
6313
6314         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6315                                   struct btrfs_inode_item);
6316         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6317                              sizeof(*inode_item));
6318         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6319
6320         if (!args->orphan) {
6321                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6322                                      struct btrfs_inode_ref);
6323                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6324                 if (args->subvol) {
6325                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6326                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6327                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6328                 } else {
6329                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6330                                                      name->len);
6331                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6332                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6333                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6334                                             name->len);
6335                 }
6336         }
6337
6338         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, path->nodes[0]);
6339         /*
6340          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6341          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6342          * allocating yet another path. So just free our path.
6343          */
6344         btrfs_free_path(path);
6345         path = NULL;
6346
6347         if (args->subvol) {
6348                 struct inode *parent;
6349
6350                 /*
6351                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6352                  * not the directory they were created in.
6353                  */
6354                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6355                                     BTRFS_I(dir)->root);
6356                 if (IS_ERR(parent)) {
6357                         ret = PTR_ERR(parent);
6358                 } else {
6359                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6360                         iput(parent);
6361                 }
6362         } else {
6363                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6364         }
6365         if (ret) {
6366                 btrfs_err(fs_info,
6367                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6368                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6369                           ret);
6370         }
6371
6372         /*
6373          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6374          * probably a bug.
6375          */
6376         if (!args->subvol) {
6377                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6378                 if (ret) {
6379                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6380                         goto discard;
6381                 }
6382         }
6383
6384         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6385
6386         trace_btrfs_inode_new(inode);
6387         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6388
6389         btrfs_update_root_times(trans, root);
6390
6391         if (args->orphan) {
6392                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6393         } else {
6394                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6395                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6396         }
6397         if (ret) {
6398                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6399                 goto discard;
6400         }
6401
6402         return 0;
6403
6404 discard:
6405         /*
6406          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6407          * to the inode.
6408          */
6409         ihold(inode);
6410         discard_new_inode(inode);
6411 out:
6412         btrfs_free_path(path);
6413         return ret;
6414 }
6415
6416 /*
6417  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6418  * a give name and a given sequence number.
6419  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6420  * inode to the parent directory.
6421  */
6422 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6423                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6424                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6425 {
6426         int ret = 0;
6427         struct btrfs_key key;
6428         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6429         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6430         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6431
6432         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6433                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6434         } else {
6435                 key.objectid = ino;
6436                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6437                 key.offset = 0;
6438         }
6439
6440         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6441                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6442                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6443                                          index, name);
6444         } else if (add_backref) {
6445                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6446                                              ino, parent_ino, index);
6447         }
6448
6449         /* Nothing to clean up yet */
6450         if (ret)
6451                 return ret;
6452
6453         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6454                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6455         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6456                 goto fail_dir_item;
6457         else if (ret) {
6458                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6459                 return ret;
6460         }
6461
6462         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6463                            name->len * 2);
6464         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6465         /*
6466          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6467          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6468          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6469          * values (the ones it had when the fsync was done).
6470          */
6471         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags))
6472                 inode_set_mtime_to_ts(&parent_inode->vfs_inode,
6473                                       inode_set_ctime_current(&parent_inode->vfs_inode));
6474
6475         ret = btrfs_update_inode(trans, parent_inode);
6476         if (ret)
6477                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6478         return ret;
6479
6480 fail_dir_item:
6481         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6482                 u64 local_index;
6483                 int err;
6484                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6485                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6486                                          &local_index, name);
6487                 if (err)
6488                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6489         } else if (add_backref) {
6490                 u64 local_index;
6491                 int err;
6492
6493                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6494                                           &local_index);
6495                 if (err)
6496                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6497         }
6498
6499         /* Return the original error code */
6500         return ret;
6501 }
6502
6503 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6504                                struct inode *inode)
6505 {
6506         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6507         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6508         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6509                 .dir = dir,
6510                 .dentry = dentry,
6511                 .inode = inode,
6512         };
6513         unsigned int trans_num_items;
6514         struct btrfs_trans_handle *trans;
6515         int err;
6516
6517         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6518         if (err)
6519                 goto out_inode;
6520
6521         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6522         if (IS_ERR(trans)) {
6523                 err = PTR_ERR(trans);
6524                 goto out_new_inode_args;
6525         }
6526
6527         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6528         if (!err)
6529                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6530
6531         btrfs_end_transaction(trans);
6532         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6533 out_new_inode_args:
6534         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6535 out_inode:
6536         if (err)
6537                 iput(inode);
6538         return err;
6539 }
6540
6541 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6542                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6543 {
6544         struct inode *inode;
6545
6546         inode = new_inode(dir->i_sb);
6547         if (!inode)
6548                 return -ENOMEM;
6549         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6550         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6551         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6552         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6553 }
6554
6555 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6556                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6557 {
6558         struct inode *inode;
6559
6560         inode = new_inode(dir->i_sb);
6561         if (!inode)
6562                 return -ENOMEM;
6563         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6564         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6565         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6566         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6567         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6568 }
6569
6570 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6571                       struct dentry *dentry)
6572 {
6573         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6574         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6575         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6576         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6577         struct fscrypt_name fname;
6578         u64 index;
6579         int err;
6580         int drop_inode = 0;
6581
6582         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6583         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6584                 return -EXDEV;
6585
6586         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6587                 return -EMLINK;
6588
6589         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6590         if (err)
6591                 goto fail;
6592
6593         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6594         if (err)
6595                 goto fail;
6596
6597         /*
6598          * 2 items for inode and inode ref
6599          * 2 items for dir items
6600          * 1 item for parent inode
6601          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6602          */
6603         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6604         if (IS_ERR(trans)) {
6605                 err = PTR_ERR(trans);
6606                 trans = NULL;
6607                 goto fail;
6608         }
6609
6610         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6611         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6612         inc_nlink(inode);
6613         inode_inc_iversion(inode);
6614         inode_set_ctime_current(inode);
6615         ihold(inode);
6616         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6617
6618         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6619                              &fname.disk_name, 1, index);
6620
6621         if (err) {
6622                 drop_inode = 1;
6623         } else {
6624                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6625
6626                 err = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
6627                 if (err)
6628                         goto fail;
6629                 if (inode->i_nlink == 1) {
6630                         /*
6631                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6632                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6633                          */
6634                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6635                         if (err)
6636                                 goto fail;
6637                 }
6638                 d_instantiate(dentry, inode);
6639                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6640         }
6641
6642 fail:
6643         fscrypt_free_filename(&fname);
6644         if (trans)
6645                 btrfs_end_transaction(trans);
6646         if (drop_inode) {
6647                 inode_dec_link_count(inode);
6648                 iput(inode);
6649         }
6650         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6651         return err;
6652 }
6653
6654 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6655                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6656 {
6657         struct inode *inode;
6658
6659         inode = new_inode(dir->i_sb);
6660         if (!inode)
6661                 return -ENOMEM;
6662         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6663         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6664         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6665         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6666 }
6667
6668 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6669                                       struct page *page,
6670                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6671 {
6672         int ret;
6673         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6674         char *tmp;
6675         size_t max_size;
6676         unsigned long inline_size;
6677         unsigned long ptr;
6678         int compress_type;
6679
6680         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6681         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6682         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6683         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6684         if (!tmp)
6685                 return -ENOMEM;
6686         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6687
6688         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6689
6690         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6691         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6692
6693         /*
6694          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6695          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6696          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6697          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6698          * cover that region here.
6699          */
6700
6701         if (max_size < PAGE_SIZE)
6702                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6703         kfree(tmp);
6704         return ret;
6705 }
6706
6707 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6708                               struct page *page)
6709 {
6710         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6711         void *kaddr;
6712         size_t copy_size;
6713
6714         if (!page || PageUptodate(page))
6715                 return 0;
6716
6717         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6718
6719         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6720                             struct btrfs_file_extent_item);
6721         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6722                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6723
6724         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6725                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6726         kaddr = kmap_local_page(page);
6727         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6728                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6729         kunmap_local(kaddr);
6730         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6731                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6732         return 0;
6733 }
6734
6735 /*
6736  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6737  *
6738  * @inode:      file to search in
6739  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6740  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6741  * @start:      file offset
6742  * @len:        length of range starting at @start
6743  *
6744  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6745  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6746  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6747  *
6748  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6749  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6750  *
6751  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6752  */
6753 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6754                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6755                                     u64 start, u64 len)
6756 {
6757         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6758         int ret = 0;
6759         u64 extent_start = 0;
6760         u64 extent_end = 0;
6761         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6762         int extent_type = -1;
6763         struct btrfs_path *path = NULL;
6764         struct btrfs_root *root = inode->root;
6765         struct btrfs_file_extent_item *item;
6766         struct extent_buffer *leaf;
6767         struct btrfs_key found_key;
6768         struct extent_map *em = NULL;
6769         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6770
6771         read_lock(&em_tree->lock);
6772         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6773         read_unlock(&em_tree->lock);
6774
6775         if (em) {
6776                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6777                         free_extent_map(em);
6778                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6779                         free_extent_map(em);
6780                 else
6781                         goto out;
6782         }
6783         em = alloc_extent_map();
6784         if (!em) {
6785                 ret = -ENOMEM;
6786                 goto out;
6787         }
6788         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6789         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6790         em->len = (u64)-1;
6791         em->block_len = (u64)-1;
6792
6793         path = btrfs_alloc_path();
6794         if (!path) {
6795                 ret = -ENOMEM;
6796                 goto out;
6797         }
6798
6799         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6800         path->reada = READA_FORWARD;
6801
6802         /*
6803          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6804          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6805          * point the commit_root has everything we need.
6806          */
6807         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6808                 path->search_commit_root = 1;
6809                 path->skip_locking = 1;
6810         }
6811
6812         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6813         if (ret < 0) {
6814                 goto out;
6815         } else if (ret > 0) {
6816                 if (path->slots[0] == 0)
6817                         goto not_found;
6818                 path->slots[0]--;
6819                 ret = 0;
6820         }
6821
6822         leaf = path->nodes[0];
6823         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6824                               struct btrfs_file_extent_item);
6825         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6826         if (found_key.objectid != objectid ||
6827             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6828                 /*
6829                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6830                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6831                  * say there is a hole for our whole search range which can
6832                  * cause problems.
6833                  */
6834                 extent_end = start;
6835                 goto next;
6836         }
6837
6838         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6839         extent_start = found_key.offset;
6840         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6841         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6842             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6843                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6844                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6845                         ret = -EUCLEAN;
6846                         btrfs_crit(fs_info,
6847                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6848                                    btrfs_ino(inode));
6849                         goto out;
6850                 }
6851                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6852                                                        extent_start);
6853         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6854                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6855                                                       path->slots[0],
6856                                                       extent_start);
6857         }
6858 next:
6859         if (start >= extent_end) {
6860                 path->slots[0]++;
6861                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6862                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6863                         if (ret < 0)
6864                                 goto out;
6865                         else if (ret > 0)
6866                                 goto not_found;
6867
6868                         leaf = path->nodes[0];
6869                 }
6870                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6871                 if (found_key.objectid != objectid ||
6872                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6873                         goto not_found;
6874                 if (start + len <= found_key.offset)
6875                         goto not_found;
6876                 if (start > found_key.offset)
6877                         goto next;
6878
6879                 /* New extent overlaps with existing one */
6880                 em->start = start;
6881                 em->orig_start = start;
6882                 em->len = found_key.offset - start;
6883                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6884                 goto insert;
6885         }
6886
6887         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6888
6889         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6890             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6891                 goto insert;
6892         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6893                 /*
6894                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6895                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6896                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6897                  */
6898                 ASSERT(pg_offset == 0);
6899                 ASSERT(extent_start == 0);
6900                 ASSERT(em->start == 0);
6901
6902                 /*
6903                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6904                  * initialized em members already.
6905                  *
6906                  * Other members are not utilized for inline extents.
6907                  */
6908                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6909                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6910
6911                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6912                 if (ret < 0)
6913                         goto out;
6914                 goto insert;
6915         }
6916 not_found:
6917         em->start = start;
6918         em->orig_start = start;
6919         em->len = len;
6920         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6921 insert:
6922         ret = 0;
6923         btrfs_release_path(path);
6924         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6925                 btrfs_err(fs_info,
6926                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6927                           em->start, em->len, start, len);
6928                 ret = -EIO;
6929                 goto out;
6930         }
6931
6932         write_lock(&em_tree->lock);
6933         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6934         write_unlock(&em_tree->lock);
6935 out:
6936         btrfs_free_path(path);
6937
6938         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6939
6940         if (ret) {
6941                 free_extent_map(em);
6942                 return ERR_PTR(ret);
6943         }
6944         return em;
6945 }
6946
6947 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
6948                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6949                                                   const u64 start,
6950                                                   const u64 len,
6951                                                   const u64 orig_start,
6952                                                   const u64 block_start,
6953                                                   const u64 block_len,
6954                                                   const u64 orig_block_len,
6955                                                   const u64 ram_bytes,
6956                                                   const int type)
6957 {
6958         struct extent_map *em = NULL;
6959         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
6960
6961         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
6962                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
6963                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
6964                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
6965                                   type);
6966                 if (IS_ERR(em))
6967                         goto out;
6968         }
6969         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, len, len,
6970                                              block_start, block_len, 0,
6971                                              (1 << type) |
6972                                              (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
6973                                              BTRFS_COMPRESS_NONE);
6974         if (IS_ERR(ordered)) {
6975                 if (em) {
6976                         free_extent_map(em);
6977                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
6978                                                     start + len - 1, false);
6979                 }
6980                 em = ERR_CAST(ordered);
6981         } else {
6982                 ASSERT(!dio_data->ordered);
6983                 dio_data->ordered = ordered;
6984         }
6985  out:
6986
6987         return em;
6988 }
6989
6990 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
6991                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6992                                                   u64 start, u64 len)
6993 {
6994         struct btrfs_root *root = inode->root;
6995         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6996         struct extent_map *em;
6997         struct btrfs_key ins;
6998         u64 alloc_hint;
6999         int ret;
7000
7001         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7002 again:
7003         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7004                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7005         if (ret == -EAGAIN) {
7006                 ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
7007                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags, BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
7008                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
7009                 goto again;
7010         }
7011         if (ret)
7012                 return ERR_PTR(ret);
7013
7014         em = btrfs_create_dio_extent(inode, dio_data, start, ins.offset, start,
7015                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7016                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7017         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7018         if (IS_ERR(em))
7019                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7020                                            1);
7021
7022         return em;
7023 }
7024
7025 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7026 {
7027         struct btrfs_block_group *block_group;
7028         bool readonly = false;
7029
7030         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7031         if (!block_group || block_group->ro)
7032                 readonly = true;
7033         if (block_group)
7034                 btrfs_put_block_group(block_group);
7035         return readonly;
7036 }
7037
7038 /*
7039  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7040  *
7041  * @offset:     File offset
7042  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7043  *              range
7044  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7045  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7046  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7047  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7048  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7049  *
7050  * Return:
7051  * >0   and update @len if we can do nocow write
7052  *  0   if we can't do nocow write
7053  * <0   if error happened
7054  *
7055  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7056  *       any ordered extents.
7057  */
7058 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7059                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7060                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7061 {
7062         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7063         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7064         struct btrfs_path *path;
7065         int ret;
7066         struct extent_buffer *leaf;
7067         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7068         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7069         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7070         struct btrfs_key key;
7071         int found_type;
7072
7073         path = btrfs_alloc_path();
7074         if (!path)
7075                 return -ENOMEM;
7076         path->nowait = nowait;
7077
7078         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7079                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7080         if (ret < 0)
7081                 goto out;
7082
7083         if (ret == 1) {
7084                 if (path->slots[0] == 0) {
7085                         /* can't find the item, must cow */
7086                         ret = 0;
7087                         goto out;
7088                 }
7089                 path->slots[0]--;
7090         }
7091         ret = 0;
7092         leaf = path->nodes[0];
7093         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7094         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7095             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7096                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7097                 goto out;
7098         }
7099
7100         if (key.offset > offset) {
7101                 /* Wrong offset, must cow */
7102                 goto out;
7103         }
7104
7105         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7106                 goto out;
7107
7108         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7109         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7110         if (ram_bytes)
7111                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7112
7113         nocow_args.start = offset;
7114         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7115         nocow_args.strict = strict;
7116         nocow_args.free_path = true;
7117
7118         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7119         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7120         path = NULL;
7121
7122         if (ret != 1) {
7123                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7124                 ret = 0;
7125                 goto out;
7126         }
7127
7128         ret = 0;
7129         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7130                 goto out;
7131
7132         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7133             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7134                 u64 range_end;
7135
7136                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7137                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7138                 ret = test_range_bit_exists(io_tree, offset, range_end, EXTENT_DELALLOC);
7139                 if (ret) {
7140                         ret = -EAGAIN;
7141                         goto out;
7142                 }
7143         }
7144
7145         if (orig_start)
7146                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7147         if (orig_block_len)
7148                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7149
7150         *len = nocow_args.num_bytes;
7151         ret = 1;
7152 out:
7153         btrfs_free_path(path);
7154         return ret;
7155 }
7156
7157 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7158                               struct extent_state **cached_state,
7159                               unsigned int iomap_flags)
7160 {
7161         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7162         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7163         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7164         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7165         int ret = 0;
7166
7167         while (1) {
7168                 if (nowait) {
7169                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7170                                              cached_state))
7171                                 return -EAGAIN;
7172                 } else {
7173                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7174                 }
7175                 /*
7176                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7177                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7178                  * extents in this range.
7179                  */
7180                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7181                                                      lockend - lockstart + 1);
7182
7183                 /*
7184                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7185                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7186                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7187                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7188                  * get stale data.
7189                  */
7190                 if (!ordered &&
7191                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7192                                                          lockstart, lockend)))
7193                         break;
7194
7195                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7196
7197                 if (ordered) {
7198                         if (nowait) {
7199                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7200                                 ret = -EAGAIN;
7201                                 break;
7202                         }
7203                         /*
7204                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7205                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7206                          * to complete and retry, because if we do so we can
7207                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7208                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7209                          * than one extent map, if at this point has already
7210                          * created an ordered extent for a previous extent map
7211                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7212                          * concurrent write against that previous extent map's
7213                          * range and this range started (we unlock the ranges
7214                          * in the io tree only when the bios complete and
7215                          * buffered writes always lock pages before attempting
7216                          * to lock range in the io tree).
7217                          */
7218                         if (writing ||
7219                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7220                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7221                         else
7222                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7223                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7224                 } else {
7225                         /*
7226                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7227                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7228                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7229                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7230                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7231                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7232                          * ordered dio extent we created before but did not have
7233                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7234                          * complete), which makes readahead wait for that
7235                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7236                          * that page.
7237                          */
7238                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7239                 }
7240
7241                 if (ret)
7242                         break;
7243
7244                 cond_resched();
7245         }
7246
7247         return ret;
7248 }
7249
7250 /* The callers of this must take lock_extent() */
7251 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7252                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7253                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7254                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7255                                        int type)
7256 {
7257         struct extent_map *em;
7258         int ret;
7259
7260         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7261                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7262                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7263                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7264
7265         em = alloc_extent_map();
7266         if (!em)
7267                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7268
7269         em->start = start;
7270         em->orig_start = orig_start;
7271         em->len = len;
7272         em->block_len = block_len;
7273         em->block_start = block_start;
7274         em->orig_block_len = orig_block_len;
7275         em->ram_bytes = ram_bytes;
7276         em->generation = -1;
7277         em->flags |= EXTENT_FLAG_PINNED;
7278         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
7279                 em->flags |= EXTENT_FLAG_FILLING;
7280         else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED)
7281                 extent_map_set_compression(em, compress_type);
7282
7283         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7284         if (ret) {
7285                 free_extent_map(em);
7286                 return ERR_PTR(ret);
7287         }
7288
7289         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7290         return em;
7291 }
7292
7293
7294 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7295                                          struct inode *inode,
7296                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7297                                          u64 start, u64 *lenp,
7298                                          unsigned int iomap_flags)
7299 {
7300         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7301         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7302         struct extent_map *em = *map;
7303         int type;
7304         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7305         struct btrfs_block_group *bg;
7306         bool can_nocow = false;
7307         bool space_reserved = false;
7308         u64 len = *lenp;
7309         u64 prev_len;
7310         int ret = 0;
7311
7312         /*
7313          * We don't allocate a new extent in the following cases
7314          *
7315          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7316          * existing extent.
7317          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7318          * just use the extent.
7319          *
7320          */
7321         if ((em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC) ||
7322             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7323              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7324                 if (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)
7325                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7326                 else
7327                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7328                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7329                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7330
7331                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7332                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7333                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7334                         if (bg)
7335                                 can_nocow = true;
7336                 }
7337         }
7338
7339         prev_len = len;
7340         if (can_nocow) {
7341                 struct extent_map *em2;
7342
7343                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7344                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7345                                                       nowait);
7346                 if (ret < 0) {
7347                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7348                         free_extent_map(em);
7349                         *map = NULL;
7350                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7351                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7352                                 ret = -EAGAIN;
7353                         goto out;
7354                 }
7355                 space_reserved = true;
7356
7357                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len,
7358                                               orig_start, block_start,
7359                                               len, orig_block_len,
7360                                               ram_bytes, type);
7361                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7362                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7363                         free_extent_map(em);
7364                         *map = em2;
7365                         em = em2;
7366                 }
7367
7368                 if (IS_ERR(em2)) {
7369                         ret = PTR_ERR(em2);
7370                         goto out;
7371                 }
7372
7373                 dio_data->nocow_done = true;
7374         } else {
7375                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7376                 free_extent_map(em);
7377                 *map = NULL;
7378
7379                 if (nowait) {
7380                         ret = -EAGAIN;
7381                         goto out;
7382                 }
7383
7384                 /*
7385                  * If we could not allocate data space before locking the file
7386                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7387                  */
7388                 if (!dio_data->data_space_reserved) {
7389                         ret = -ENOSPC;
7390                         goto out;
7391                 }
7392
7393                 /*
7394                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7395                  * so now we reserve only metadata.
7396                  */
7397                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7398                                                       false);
7399                 if (ret < 0)
7400                         goto out;
7401                 space_reserved = true;
7402
7403                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len);
7404                 if (IS_ERR(em)) {
7405                         ret = PTR_ERR(em);
7406                         goto out;
7407                 }
7408                 *map = em;
7409                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7410                 if (len < prev_len)
7411                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7412                                                         prev_len - len, true);
7413         }
7414
7415         /*
7416          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7417          * for an outstanding extent.
7418          */
7419         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7420
7421         /*
7422          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7423          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7424          */
7425         if (start + len > i_size_read(inode))
7426                 i_size_write(inode, start + len);
7427 out:
7428         if (ret && space_reserved) {
7429                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7430                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7431         }
7432         *lenp = len;
7433         return ret;
7434 }
7435
7436 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7437                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7438                 struct iomap *srcmap)
7439 {
7440         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7441         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7442         struct extent_map *em;
7443         struct extent_state *cached_state = NULL;
7444         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7445         u64 lockstart, lockend;
7446         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7447         int ret = 0;
7448         u64 len = length;
7449         const u64 data_alloc_len = length;
7450         bool unlock_extents = false;
7451
7452         /*
7453          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7454          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7455          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7456          *
7457          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7458          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7459          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7460          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7461          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7462          */
7463         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7464                 return -EAGAIN;
7465
7466         /*
7467          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7468          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7469          */
7470         if (!write)
7471                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7472
7473         lockstart = start;
7474         lockend = start + len - 1;
7475
7476         /*
7477          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7478          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7479          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7480          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7481          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7482          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7483          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7484          *
7485          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7486          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7487          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7488          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7489          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7490          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7491          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7492          * the file range yet.
7493          */
7494         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7495                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7496                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7497                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7498                                                           lockstart, lockend))
7499                                 return -EAGAIN;
7500                 } else {
7501                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7502                                                        start + length - 1);
7503                         if (ret)
7504                                 return ret;
7505                 }
7506         }
7507
7508         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7509
7510         /*
7511          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7512          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7513          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7514          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7515          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7516          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7517          * NOCOW write.
7518          */
7519         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7520                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7521                                                   &dio_data->data_reserved,
7522                                                   start, data_alloc_len, false);
7523                 if (!ret)
7524                         dio_data->data_space_reserved = true;
7525                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7526                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7527                         goto err;
7528         }
7529
7530         /*
7531          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7532          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7533          * NOWAIT read/write and we need to block.
7534          */
7535         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7536         if (ret < 0)
7537                 goto err;
7538
7539         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7540         if (IS_ERR(em)) {
7541                 ret = PTR_ERR(em);
7542                 goto unlock_err;
7543         }
7544
7545         /*
7546          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7547          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7548          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7549          * buffered path.
7550          *
7551          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7552          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7553          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7554          *
7555          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7556          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7557          * the generic code.
7558          */
7559         if (extent_map_is_compressed(em) ||
7560             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7561                 free_extent_map(em);
7562                 /*
7563                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7564                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7565                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7566                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7567                  * space - this happens if we were able to read some data from
7568                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7569                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7570                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7571                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7572                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7573                  */
7574                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7575                 goto unlock_err;
7576         }
7577
7578         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7579
7580         /*
7581          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7582          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7583          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7584          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7585          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7586          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7587          *
7588          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7589          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7590          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7591          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7592          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7593          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7594          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7595          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7596          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7597          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7598          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7599          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7600          */
7601         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7602                 free_extent_map(em);
7603                 ret = -EAGAIN;
7604                 goto unlock_err;
7605         }
7606
7607         if (write) {
7608                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7609                                                     start, &len, flags);
7610                 if (ret < 0)
7611                         goto unlock_err;
7612                 unlock_extents = true;
7613                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7614                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7615                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7616                         u64 release_offset;
7617                         u64 release_len = 0;
7618
7619                         if (dio_data->nocow_done) {
7620                                 release_offset = start;
7621                                 release_len = data_alloc_len;
7622                         } else if (len < data_alloc_len) {
7623                                 release_offset = start + len;
7624                                 release_len = data_alloc_len - len;
7625                         }
7626
7627                         if (release_len > 0)
7628                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7629                                                                dio_data->data_reserved,
7630                                                                release_offset,
7631                                                                release_len);
7632                 }
7633         } else {
7634                 /*
7635                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7636                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7637                  */
7638                 lockstart = start + len;
7639                 if (lockstart < lockend)
7640                         unlock_extents = true;
7641         }
7642
7643         if (unlock_extents)
7644                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7645                               &cached_state);
7646         else
7647                 free_extent_state(cached_state);
7648
7649         /*
7650          * Translate extent map information to iomap.
7651          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7652          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7653          */
7654         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7655             ((em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC) && !write)) {
7656                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7657                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7658         } else {
7659                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7660                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7661         }
7662         iomap->offset = start;
7663         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7664         iomap->length = len;
7665         free_extent_map(em);
7666
7667         return 0;
7668
7669 unlock_err:
7670         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7671                       &cached_state);
7672 err:
7673         if (dio_data->data_space_reserved) {
7674                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7675                                                dio_data->data_reserved,
7676                                                start, data_alloc_len);
7677                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7678         }
7679
7680         return ret;
7681 }
7682
7683 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7684                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7685 {
7686         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7687         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7688         size_t submitted = dio_data->submitted;
7689         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7690         int ret = 0;
7691
7692         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7693                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7694                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7695                               NULL);
7696                 return 0;
7697         }
7698
7699         if (submitted < length) {
7700                 pos += submitted;
7701                 length -= submitted;
7702                 if (write)
7703                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7704                                                     pos, length, false);
7705                 else
7706                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7707                                       pos + length - 1, NULL);
7708                 ret = -ENOTBLK;
7709         }
7710         if (write) {
7711                 btrfs_put_ordered_extent(dio_data->ordered);
7712                 dio_data->ordered = NULL;
7713         }
7714
7715         if (write)
7716                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7717         return ret;
7718 }
7719
7720 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7721 {
7722         struct btrfs_dio_private *dip =
7723                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7724         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7725         struct bio *bio = &bbio->bio;
7726
7727         if (bio->bi_status) {
7728                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7729                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7730                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7731                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7732         }
7733
7734         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7735                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, NULL,
7736                                             dip->file_offset, dip->bytes,
7737                                             !bio->bi_status);
7738         } else {
7739                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7740                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7741         }
7742
7743         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7744         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7745 }
7746
7747 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7748                                 loff_t file_offset)
7749 {
7750         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7751         struct btrfs_dio_private *dip =
7752                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7753         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7754
7755         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode)->root->fs_info,
7756                        btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7757         bbio->inode = BTRFS_I(iter->inode);
7758         bbio->file_offset = file_offset;
7759
7760         dip->file_offset = file_offset;
7761         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7762
7763         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7764
7765         /*
7766          * Check if we are doing a partial write.  If we are, we need to split
7767          * the ordered extent to match the submitted bio.  Hang on to the
7768          * remaining unfinishable ordered_extent in dio_data so that it can be
7769          * cancelled in iomap_end to avoid a deadlock wherein faulting the
7770          * remaining pages is blocked on the outstanding ordered extent.
7771          */
7772         if (iter->flags & IOMAP_WRITE) {
7773                 int ret;
7774
7775                 ret = btrfs_extract_ordered_extent(bbio, dio_data->ordered);
7776                 if (ret) {
7777                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7778                                                     file_offset, dip->bytes,
7779                                                     !ret);
7780                         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
7781                         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7782                         return;
7783                 }
7784         }
7785
7786         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
7787 }
7788
7789 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7790         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7791         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7792 };
7793
7794 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7795         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7796         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7797 };
7798
7799 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7800 {
7801         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7802
7803         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7804                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7805 }
7806
7807 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7808                                   size_t done_before)
7809 {
7810         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7811
7812         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7813                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7814 }
7815
7816 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7817                         u64 start, u64 len)
7818 {
7819         int     ret;
7820
7821         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7822         if (ret)
7823                 return ret;
7824
7825         /*
7826          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7827          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7828          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7829          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7830          * before the compression is done and writeback is started. A second
7831          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7832          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7833          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7834          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7835          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7836          * if we have delalloc in those ranges.
7837          */
7838         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7839                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7840                 if (ret)
7841                         return ret;
7842         }
7843
7844         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
7845 }
7846
7847 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
7848                             struct writeback_control *wbc)
7849 {
7850         return extent_writepages(mapping, wbc);
7851 }
7852
7853 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
7854 {
7855         extent_readahead(rac);
7856 }
7857
7858 /*
7859  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7860  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7861  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7862  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7863  * spinlock.
7864  */
7865 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7866 {
7867         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7868         struct folio *folio = page_folio(page);
7869         struct btrfs_subpage *subpage;
7870
7871         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page->mapping))
7872                 return;
7873
7874         ASSERT(folio_test_private(folio) && folio_get_private(folio));
7875         subpage = folio_get_private(folio);
7876
7877         /*
7878          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7879          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7880          * still holding the subpage spinlock.
7881          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7882          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7883          * function to clear page writeback.
7884          *
7885          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7886          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7887          */
7888         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7889         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7890 }
7891
7892 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7893 {
7894         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
7895
7896         if (ret == 1) {
7897                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7898                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
7899         }
7900         return ret;
7901 }
7902
7903 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7904 {
7905         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7906                 return false;
7907         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7908 }
7909
7910 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7911 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7912                              struct folio *dst, struct folio *src,
7913                              enum migrate_mode mode)
7914 {
7915         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
7916
7917         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
7918                 return ret;
7919
7920         if (folio_test_ordered(src)) {
7921                 folio_clear_ordered(src);
7922                 folio_set_ordered(dst);
7923         }
7924
7925         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
7926 }
7927 #else
7928 #define btrfs_migrate_folio NULL
7929 #endif
7930
7931 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
7932                                  size_t length)
7933 {
7934         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
7935         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
7936         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
7937         struct extent_state *cached_state = NULL;
7938         u64 page_start = folio_pos(folio);
7939         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
7940         u64 cur;
7941         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
7942
7943         /*
7944          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
7945          * page, nor bio can be submitted for this folio.
7946          *
7947          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
7948          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
7949          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
7950          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
7951          * on one folio.
7952          *
7953          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
7954          * do double ordered extent accounting on the same folio.
7955          */
7956         folio_wait_writeback(folio);
7957         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7958
7959         /*
7960          * For subpage case, we have call sites like
7961          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
7962          * sectorsize.
7963          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
7964          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
7965          * record subpage dirty bits for other part of the range.
7966          *
7967          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
7968          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
7969          * still safe to wait for ordered extent to finish.
7970          */
7971         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
7972                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
7973                 return;
7974         }
7975
7976         if (!inode_evicting)
7977                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
7978
7979         cur = page_start;
7980         while (cur < page_end) {
7981                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7982                 u64 range_end;
7983                 u32 range_len;
7984                 u32 extra_flags = 0;
7985
7986                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
7987                                                            page_end + 1 - cur);
7988                 if (!ordered) {
7989                         range_end = page_end;
7990                         /*
7991                          * No ordered extent covering this range, we are safe
7992                          * to delete all extent states in the range.
7993                          */
7994                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7995                         goto next;
7996                 }
7997                 if (ordered->file_offset > cur) {
7998                         /*
7999                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8000                          * covered by any ordered extent.
8001                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8002                          * the ordered extent in the next iteration.
8003                          */
8004                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8005                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8006                         goto next;
8007                 }
8008
8009                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8010                                 page_end);
8011                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8012                 range_len = range_end + 1 - cur;
8013                 if (!btrfs_folio_test_ordered(fs_info, folio, cur, range_len)) {
8014                         /*
8015                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8016                          * already been executed for the range.
8017                          * We can't delete the extent states as
8018                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8019                          */
8020                         goto next;
8021                 }
8022                 btrfs_folio_clear_ordered(fs_info, folio, cur, range_len);
8023
8024                 /*
8025                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8026                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8027                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8028                  *
8029                  * This will also unlock the range for incoming
8030                  * btrfs_finish_ordered_io().
8031                  */
8032                 if (!inode_evicting)
8033                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8034                                          EXTENT_DELALLOC |
8035                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8036                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8037
8038                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
8039                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8040                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8041                                              cur - ordered->file_offset);
8042                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
8043
8044                 /*
8045                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8046                  * the extent states of the range, otherwise
8047                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8048                  * other pages, so we can't delete extent states.
8049                  */
8050                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8051                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8052                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8053                         /*
8054                          * The ordered extent has finished, now we're again
8055                          * safe to delete all extent states of the range.
8056                          */
8057                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8058                 }
8059 next:
8060                 if (ordered)
8061                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8062                 /*
8063                  * Qgroup reserved space handler
8064                  * Sector(s) here will be either:
8065                  *
8066                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8067                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8068                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8069                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8070                  *
8071                  * 2) Not written to disk yet
8072                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8073                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8074                  *    reserved data space.
8075                  *    Since the IO will never happen for this page.
8076                  */
8077                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur, NULL);
8078                 if (!inode_evicting) {
8079                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8080                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8081                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8082                                  extra_flags, &cached_state);
8083                 }
8084                 cur = range_end + 1;
8085         }
8086         /*
8087          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8088          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8089          * did something wrong.
8090          */
8091         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8092         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8093         if (!inode_evicting)
8094                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8095         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8096 }
8097
8098 /*
8099  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8100  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8101  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8102  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8103  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8104  * support these features.
8105  *
8106  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8107  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8108  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8109  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8110  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8111  * unlock the page.
8112  */
8113 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8114 {
8115         struct page *page = vmf->page;
8116         struct folio *folio = page_folio(page);
8117         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8118         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8119         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8120         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8121         struct extent_state *cached_state = NULL;
8122         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8123         unsigned long zero_start;
8124         loff_t size;
8125         vm_fault_t ret;
8126         int ret2;
8127         int reserved = 0;
8128         u64 reserved_space;
8129         u64 page_start;
8130         u64 page_end;
8131         u64 end;
8132
8133         ASSERT(folio_order(folio) == 0);
8134
8135         reserved_space = PAGE_SIZE;
8136
8137         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8138         page_start = page_offset(page);
8139         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8140         end = page_end;
8141
8142         /*
8143          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8144          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8145          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8146          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8147          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8148          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8149          */
8150         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8151                                             page_start, reserved_space);
8152         if (!ret2) {
8153                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8154                 reserved = 1;
8155         }
8156         if (ret2) {
8157                 ret = vmf_error(ret2);
8158                 if (reserved)
8159                         goto out;
8160                 goto out_noreserve;
8161         }
8162
8163         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8164 again:
8165         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8166         lock_page(page);
8167         size = i_size_read(inode);
8168
8169         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8170             (page_start >= size)) {
8171                 /* page got truncated out from underneath us */
8172                 goto out_unlock;
8173         }
8174         wait_on_page_writeback(page);
8175
8176         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8177         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8178         if (ret2 < 0) {
8179                 ret = vmf_error(ret2);
8180                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8181                 goto out_unlock;
8182         }
8183
8184         /*
8185          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8186          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8187          */
8188         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8189                         PAGE_SIZE);
8190         if (ordered) {
8191                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8192                 unlock_page(page);
8193                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8194                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
8195                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8196                 goto again;
8197         }
8198
8199         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8200                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8201                                           fs_info->sectorsize);
8202                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8203                         end = page_start + reserved_space - 1;
8204                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8205                                         data_reserved, page_start,
8206                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8207                 }
8208         }
8209
8210         /*
8211          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8212          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8213          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8214          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8215          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8216          */
8217         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8218                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8219                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8220
8221         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8222                                         &cached_state);
8223         if (ret2) {
8224                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8225                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8226                 goto out_unlock;
8227         }
8228
8229         /* page is wholly or partially inside EOF */
8230         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8231                 zero_start = offset_in_page(size);
8232         else
8233                 zero_start = PAGE_SIZE;
8234
8235         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8236                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8237
8238         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, page_start, PAGE_SIZE);
8239         btrfs_folio_set_dirty(fs_info, folio, page_start, end + 1 - page_start);
8240         btrfs_folio_set_uptodate(fs_info, folio, page_start, end + 1 - page_start);
8241
8242         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8243
8244         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8245         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8246
8247         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8248         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8249         extent_changeset_free(data_reserved);
8250         return VM_FAULT_LOCKED;
8251
8252 out_unlock:
8253         unlock_page(page);
8254         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8255 out:
8256         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8257         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8258                                      reserved_space, (ret != 0));
8259 out_noreserve:
8260         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8261         extent_changeset_free(data_reserved);
8262         return ret;
8263 }
8264
8265 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8266 {
8267         struct btrfs_truncate_control control = {
8268                 .inode = inode,
8269                 .ino = btrfs_ino(inode),
8270                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8271                 .clear_extent_range = true,
8272         };
8273         struct btrfs_root *root = inode->root;
8274         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8275         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8276         int ret;
8277         struct btrfs_trans_handle *trans;
8278         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8279         const u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8280
8281         if (!skip_writeback) {
8282                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8283                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8284                                                (u64)-1);
8285                 if (ret)
8286                         return ret;
8287         }
8288
8289         /*
8290          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8291          * things going on here:
8292          *
8293          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8294          *
8295          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8296          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8297          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8298          * very much snapshotting).
8299          *
8300          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8301          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8302          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8303          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8304          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8305          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8306          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8307          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8308          * done separately as well.
8309          *
8310          * So that leaves us with
8311          *
8312          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8313          * transaction reservation.
8314          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8315          * updating the inode.
8316          */
8317         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8318         if (!rsv)
8319                 return -ENOMEM;
8320         rsv->size = min_size;
8321         rsv->failfast = true;
8322
8323         /*
8324          * 1 for the truncate slack space
8325          * 1 for updating the inode.
8326          */
8327         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8328         if (IS_ERR(trans)) {
8329                 ret = PTR_ERR(trans);
8330                 goto out;
8331         }
8332
8333         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8334         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8335                                       min_size, false);
8336         /*
8337          * We have reserved 2 metadata units when we started the transaction and
8338          * min_size matches 1 unit, so this should never fail, but if it does,
8339          * it's not critical we just fail truncation.
8340          */
8341         if (WARN_ON(ret)) {
8342                 btrfs_end_transaction(trans);
8343                 goto out;
8344         }
8345
8346         trans->block_rsv = rsv;
8347
8348         while (1) {
8349                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8350                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8351                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8352
8353                 control.new_size = new_size;
8354                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8355                 /*
8356                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8357                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8358                  * block of the extent just the way it is.
8359                  */
8360                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8361                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8362                                             (u64)-1, false);
8363
8364                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8365
8366                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8367                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8368
8369                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8370
8371                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8372                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8373                         break;
8374
8375                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
8376                 if (ret)
8377                         break;
8378
8379                 btrfs_end_transaction(trans);
8380                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8381
8382                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8383                 if (IS_ERR(trans)) {
8384                         ret = PTR_ERR(trans);
8385                         trans = NULL;
8386                         break;
8387                 }
8388
8389                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8390                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8391                                               rsv, min_size, false);
8392                 /*
8393                  * We have reserved 2 metadata units when we started the
8394                  * transaction and min_size matches 1 unit, so this should never
8395                  * fail, but if it does, it's not critical we just fail truncation.
8396                  */
8397                 if (WARN_ON(ret))
8398                         break;
8399
8400                 trans->block_rsv = rsv;
8401         }
8402
8403         /*
8404          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8405          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8406          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8407          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8408          */
8409         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8410                 btrfs_end_transaction(trans);
8411                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8412
8413                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8414                 if (ret)
8415                         goto out;
8416                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8417                 if (IS_ERR(trans)) {
8418                         ret = PTR_ERR(trans);
8419                         goto out;
8420                 }
8421                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8422         }
8423
8424         if (trans) {
8425                 int ret2;
8426
8427                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8428                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, inode);
8429                 if (ret2 && !ret)
8430                         ret = ret2;
8431
8432                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8433                 if (ret2 && !ret)
8434                         ret = ret2;
8435                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8436         }
8437 out:
8438         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8439         /*
8440          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8441          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8442          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8443          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8444          * safe.
8445          *
8446          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8447          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8448          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8449          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8450          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8451          * extents beyond i_size to drop.
8452          */
8453         if (control.extents_found > 0)
8454                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8455
8456         return ret;
8457 }
8458
8459 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8460                                      struct inode *dir)
8461 {
8462         struct inode *inode;
8463
8464         inode = new_inode(dir->i_sb);
8465         if (inode) {
8466                 /*
8467                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8468                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8469                  */
8470                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8471                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8472                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8473                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8474         }
8475         return inode;
8476 }
8477
8478 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8479 {
8480         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8481         struct btrfs_inode *ei;
8482         struct inode *inode;
8483         struct extent_io_tree *file_extent_tree = NULL;
8484
8485         /* Self tests may pass a NULL fs_info. */
8486         if (fs_info && !btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES)) {
8487                 file_extent_tree = kmalloc(sizeof(struct extent_io_tree), GFP_KERNEL);
8488                 if (!file_extent_tree)
8489                         return NULL;
8490         }
8491
8492         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8493         if (!ei) {
8494                 kfree(file_extent_tree);
8495                 return NULL;
8496         }
8497
8498         ei->root = NULL;
8499         ei->generation = 0;
8500         ei->last_trans = 0;
8501         ei->last_sub_trans = 0;
8502         ei->logged_trans = 0;
8503         ei->delalloc_bytes = 0;
8504         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8505         ei->defrag_bytes = 0;
8506         ei->disk_i_size = 0;
8507         ei->flags = 0;
8508         ei->ro_flags = 0;
8509         ei->csum_bytes = 0;
8510         ei->index_cnt = (u64)-1;
8511         ei->dir_index = 0;
8512         ei->last_unlink_trans = 0;
8513         ei->last_reflink_trans = 0;
8514         ei->last_log_commit = 0;
8515
8516         spin_lock_init(&ei->lock);
8517         ei->outstanding_extents = 0;
8518         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8519                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8520                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8521         ei->runtime_flags = 0;
8522         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8523         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8524
8525         ei->delayed_node = NULL;
8526
8527         ei->i_otime_sec = 0;
8528         ei->i_otime_nsec = 0;
8529
8530         inode = &ei->vfs_inode;
8531         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8532
8533         /* This io tree sets the valid inode. */
8534         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8535         ei->io_tree.inode = ei;
8536
8537         ei->file_extent_tree = file_extent_tree;
8538         if (file_extent_tree) {
8539                 extent_io_tree_init(fs_info, ei->file_extent_tree,
8540                                     IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8541                 /* Lockdep class is set only for the file extent tree. */
8542                 lockdep_set_class(&ei->file_extent_tree->lock, &file_extent_tree_class);
8543         }
8544         mutex_init(&ei->log_mutex);
8545         spin_lock_init(&ei->ordered_tree_lock);
8546         ei->ordered_tree = RB_ROOT;
8547         ei->ordered_tree_last = NULL;
8548         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8549         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8550         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8551         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8552
8553         return inode;
8554 }
8555
8556 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8557 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8558 {
8559         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8560         kfree(BTRFS_I(inode)->file_extent_tree);
8561         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8562 }
8563 #endif
8564
8565 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8566 {
8567         kfree(BTRFS_I(inode)->file_extent_tree);
8568         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8569 }
8570
8571 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8572 {
8573         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8574         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8575         struct btrfs_root *root = inode->root;
8576         bool freespace_inode;
8577
8578         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8579         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8580         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8581         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8582         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8583         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8584                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8585                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8586         }
8587         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8588         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8589
8590         /*
8591          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8592          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8593          * created.
8594          */
8595         if (!root)
8596                 return;
8597
8598         /*
8599          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8600          * map.
8601          */
8602         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8603
8604         while (1) {
8605                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8606                 if (!ordered)
8607                         break;
8608                 else {
8609                         btrfs_err(root->fs_info,
8610                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8611                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8612
8613                         if (!freespace_inode)
8614                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8615
8616                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8617                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8618                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8619                 }
8620         }
8621         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8622         inode_tree_del(inode);
8623         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8624         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8625         btrfs_put_root(inode->root);
8626 }
8627
8628 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8629 {
8630         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8631
8632         if (root == NULL)
8633                 return 1;
8634
8635         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8636         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8637                 return 1;
8638         else
8639                 return generic_drop_inode(inode);
8640 }
8641
8642 static void init_once(void *foo)
8643 {
8644         struct btrfs_inode *ei = foo;
8645
8646         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8647 }
8648
8649 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8650 {
8651         /*
8652          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8653          * destroy cache.
8654          */
8655         rcu_barrier();
8656         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8657         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8658 }
8659
8660 int __init btrfs_init_cachep(void)
8661 {
8662         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8663                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8664                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8665                         init_once);
8666         if (!btrfs_inode_cachep)
8667                 goto fail;
8668
8669         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8670                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8671                         BIOSET_NEED_BVECS))
8672                 goto fail;
8673
8674         return 0;
8675 fail:
8676         btrfs_destroy_cachep();
8677         return -ENOMEM;
8678 }
8679
8680 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8681                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8682                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8683 {
8684         u64 delalloc_bytes;
8685         u64 inode_bytes;
8686         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8687         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8688         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8689         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8690
8691         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8692         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime_sec;
8693         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec;
8694         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8695                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8696         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8697                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8698         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8699                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8700         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8701                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8702         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8703                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8704
8705         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8706                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8707                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8708                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8709
8710         generic_fillattr(idmap, request_mask, inode, stat);
8711         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8712
8713         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8714         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8715         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8716         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8717         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8718                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> SECTOR_SHIFT;
8719         return 0;
8720 }
8721
8722 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8723                               struct dentry *old_dentry,
8724                               struct inode *new_dir,
8725                               struct dentry *new_dentry)
8726 {
8727         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8728         struct btrfs_trans_handle *trans;
8729         unsigned int trans_num_items;
8730         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8731         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8732         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8733         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8734         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8735         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8736         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8737         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8738         u64 old_idx = 0;
8739         u64 new_idx = 0;
8740         int ret;
8741         int ret2;
8742         bool need_abort = false;
8743         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8744         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8745
8746         /*
8747          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8748          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8749          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8750          */
8751         if (root != dest &&
8752             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8753              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8754                 return -EXDEV;
8755
8756         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8757         if (ret)
8758                 return ret;
8759
8760         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8761         if (ret) {
8762                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8763                 return ret;
8764         }
8765
8766         old_name = &old_fname.disk_name;
8767         new_name = &new_fname.disk_name;
8768
8769         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8770         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8771             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8772                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8773
8774         /*
8775          * For each inode:
8776          * 1 to remove old dir item
8777          * 1 to remove old dir index
8778          * 1 to add new dir item
8779          * 1 to add new dir index
8780          * 1 to update parent inode
8781          *
8782          * If the parents are the same, we only need to account for one
8783          */
8784         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8785         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8786                 /*
8787                  * 1 to remove old root ref
8788                  * 1 to remove old root backref
8789                  * 1 to add new root ref
8790                  * 1 to add new root backref
8791                  */
8792                 trans_num_items += 4;
8793         } else {
8794                 /*
8795                  * 1 to update inode item
8796                  * 1 to remove old inode ref
8797                  * 1 to add new inode ref
8798                  */
8799                 trans_num_items += 3;
8800         }
8801         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8802                 trans_num_items += 4;
8803         else
8804                 trans_num_items += 3;
8805         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8806         if (IS_ERR(trans)) {
8807                 ret = PTR_ERR(trans);
8808                 goto out_notrans;
8809         }
8810
8811         if (dest != root) {
8812                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8813                 if (ret)
8814                         goto out_fail;
8815         }
8816
8817         /*
8818          * We need to find a free sequence number both in the source and
8819          * in the destination directory for the exchange.
8820          */
8821         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8822         if (ret)
8823                 goto out_fail;
8824         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8825         if (ret)
8826                 goto out_fail;
8827
8828         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8829         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8830
8831         /* Reference for the source. */
8832         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8833                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8834                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8835         } else {
8836                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8837                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8838                                              old_idx);
8839                 if (ret)
8840                         goto out_fail;
8841                 need_abort = true;
8842         }
8843
8844         /* And now for the dest. */
8845         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8846                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8847                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8848         } else {
8849                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8850                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8851                                              new_idx);
8852                 if (ret) {
8853                         if (need_abort)
8854                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8855                         goto out_fail;
8856                 }
8857         }
8858
8859         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8860         inode_inc_iversion(old_dir);
8861         inode_inc_iversion(new_dir);
8862         inode_inc_iversion(old_inode);
8863         inode_inc_iversion(new_inode);
8864         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
8865
8866         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8867                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8868                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8869                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8870                                         BTRFS_I(new_inode), true);
8871         }
8872
8873         /* src is a subvolume */
8874         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8875                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8876         } else { /* src is an inode */
8877                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8878                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8879                                            old_name, &old_rename_ctx);
8880                 if (!ret)
8881                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
8882         }
8883         if (ret) {
8884                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8885                 goto out_fail;
8886         }
8887
8888         /* dest is a subvolume */
8889         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8890                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8891         } else { /* dest is an inode */
8892                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8893                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8894                                            new_name, &new_rename_ctx);
8895                 if (!ret)
8896                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(new_inode));
8897         }
8898         if (ret) {
8899                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8900                 goto out_fail;
8901         }
8902
8903         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8904                              new_name, 0, old_idx);
8905         if (ret) {
8906                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8907                 goto out_fail;
8908         }
8909
8910         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8911                              old_name, 0, new_idx);
8912         if (ret) {
8913                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8914                 goto out_fail;
8915         }
8916
8917         if (old_inode->i_nlink == 1)
8918                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8919         if (new_inode->i_nlink == 1)
8920                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
8921
8922         /*
8923          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
8924          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
8925          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
8926          * are part of this rename operation were logged before.
8927          */
8928         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8929                 btrfs_pin_log_trans(root);
8930         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8931                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8932
8933         /* Do the log updates for all inodes. */
8934         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8935                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8936                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8937         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8938                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
8939                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
8940
8941         /* Now unpin the logs. */
8942         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8943                 btrfs_end_log_trans(root);
8944         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8945                 btrfs_end_log_trans(dest);
8946 out_fail:
8947         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8948         ret = ret ? ret : ret2;
8949 out_notrans:
8950         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8951             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8952                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8953
8954         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8955         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8956         return ret;
8957 }
8958
8959 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8960                                         struct inode *dir)
8961 {
8962         struct inode *inode;
8963
8964         inode = new_inode(dir->i_sb);
8965         if (inode) {
8966                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
8967                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
8968                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
8969                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
8970         }
8971         return inode;
8972 }
8973
8974 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
8975                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
8976                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
8977                         unsigned int flags)
8978 {
8979         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8980         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
8981                 .dir = old_dir,
8982                 .dentry = old_dentry,
8983         };
8984         struct btrfs_trans_handle *trans;
8985         unsigned int trans_num_items;
8986         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8987         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8988         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
8989         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
8990         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
8991         u64 index = 0;
8992         int ret;
8993         int ret2;
8994         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8995         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8996
8997         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
8998                 return -EPERM;
8999
9000         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9001         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9002                 return -EXDEV;
9003
9004         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9005             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9006                 return -ENOTEMPTY;
9007
9008         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9009             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9010                 return -ENOTEMPTY;
9011
9012         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
9013         if (ret)
9014                 return ret;
9015
9016         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
9017         if (ret) {
9018                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
9019                 return ret;
9020         }
9021
9022         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9023         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
9024         if (ret) {
9025                 if (ret == -EEXIST) {
9026                         /* we shouldn't get
9027                          * eexist without a new_inode */
9028                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9029                                 goto out_fscrypt_names;
9030                         }
9031                 } else {
9032                         /* maybe -EOVERFLOW */
9033                         goto out_fscrypt_names;
9034                 }
9035         }
9036         ret = 0;
9037
9038         /*
9039          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9040          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9041          */
9042         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9043                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9044
9045         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9046                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
9047                 if (!whiteout_args.inode) {
9048                         ret = -ENOMEM;
9049                         goto out_fscrypt_names;
9050                 }
9051                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9052                 if (ret)
9053                         goto out_whiteout_inode;
9054         } else {
9055                 /* 1 to update the old parent inode. */
9056                 trans_num_items = 1;
9057         }
9058
9059         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9060                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9061                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9062                 /*
9063                  * 1 to remove old root ref
9064                  * 1 to remove old root backref
9065                  * 1 to add new root ref
9066                  * 1 to add new root backref
9067                  */
9068                 trans_num_items += 4;
9069         } else {
9070                 /*
9071                  * 1 to update inode
9072                  * 1 to remove old inode ref
9073                  * 1 to add new inode ref
9074                  */
9075                 trans_num_items += 3;
9076         }
9077         /*
9078          * 1 to remove old dir item
9079          * 1 to remove old dir index
9080          * 1 to add new dir item
9081          * 1 to add new dir index
9082          */
9083         trans_num_items += 4;
9084         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9085         if (new_dir != old_dir)
9086                 trans_num_items++;
9087         if (new_inode) {
9088                 /*
9089                  * 1 to update inode
9090                  * 1 to remove inode ref
9091                  * 1 to remove dir item
9092                  * 1 to remove dir index
9093                  * 1 to possibly add orphan item
9094                  */
9095                 trans_num_items += 5;
9096         }
9097         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9098         if (IS_ERR(trans)) {
9099                 ret = PTR_ERR(trans);
9100                 goto out_notrans;
9101         }
9102
9103         if (dest != root) {
9104                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9105                 if (ret)
9106                         goto out_fail;
9107         }
9108
9109         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9110         if (ret)
9111                 goto out_fail;
9112
9113         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9114         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9115                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9116                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9117         } else {
9118                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9119                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9120                                              index);
9121                 if (ret)
9122                         goto out_fail;
9123         }
9124
9125         inode_inc_iversion(old_dir);
9126         inode_inc_iversion(new_dir);
9127         inode_inc_iversion(old_inode);
9128         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
9129
9130         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9131                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9132                                         BTRFS_I(old_inode), true);
9133
9134         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9135                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9136         } else {
9137                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9138                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9139                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9140                 if (!ret)
9141                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
9142         }
9143         if (ret) {
9144                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9145                 goto out_fail;
9146         }
9147
9148         if (new_inode) {
9149                 inode_inc_iversion(new_inode);
9150                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9151                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9152                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9153                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9154                 } else {
9155                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9156                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9157                                                  &new_fname.disk_name);
9158                 }
9159                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9160                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9161                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9162                 if (ret) {
9163                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9164                         goto out_fail;
9165                 }
9166         }
9167
9168         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9169                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9170         if (ret) {
9171                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9172                 goto out_fail;
9173         }
9174
9175         if (old_inode->i_nlink == 1)
9176                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9177
9178         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9179                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9180                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9181
9182         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9183                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9184                 if (ret) {
9185                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9186                         goto out_fail;
9187                 } else {
9188                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9189                         iput(whiteout_args.inode);
9190                         whiteout_args.inode = NULL;
9191                 }
9192         }
9193 out_fail:
9194         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9195         ret = ret ? ret : ret2;
9196 out_notrans:
9197         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9198                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9199         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9200                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9201 out_whiteout_inode:
9202         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9203                 iput(whiteout_args.inode);
9204 out_fscrypt_names:
9205         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9206         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9207         return ret;
9208 }
9209
9210 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9211                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9212                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9213 {
9214         int ret;
9215
9216         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9217                 return -EINVAL;
9218
9219         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9220                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9221                                             new_dentry);
9222         else
9223                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9224                                    new_dentry, flags);
9225
9226         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9227
9228         return ret;
9229 }
9230
9231 struct btrfs_delalloc_work {
9232         struct inode *inode;
9233         struct completion completion;
9234         struct list_head list;
9235         struct btrfs_work work;
9236 };
9237
9238 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9239 {
9240         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9241         struct inode *inode;
9242
9243         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9244                                      work);
9245         inode = delalloc_work->inode;
9246         filemap_flush(inode->i_mapping);
9247         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9248                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9249                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9250
9251         iput(inode);
9252         complete(&delalloc_work->completion);
9253 }
9254
9255 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9256 {
9257         struct btrfs_delalloc_work *work;
9258
9259         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9260         if (!work)
9261                 return NULL;
9262
9263         init_completion(&work->completion);
9264         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9265         work->inode = inode;
9266         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL);
9267
9268         return work;
9269 }
9270
9271 /*
9272  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9273  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9274  */
9275 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9276                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9277                                  bool in_reclaim_context)
9278 {
9279         struct btrfs_inode *binode;
9280         struct inode *inode;
9281         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9282         LIST_HEAD(works);
9283         LIST_HEAD(splice);
9284         int ret = 0;
9285         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9286
9287         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9288         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9289         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9290         while (!list_empty(&splice)) {
9291                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9292                                     delalloc_inodes);
9293
9294                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9295                                &root->delalloc_inodes);
9296
9297                 if (in_reclaim_context &&
9298                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9299                         continue;
9300
9301                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9302                 if (!inode) {
9303                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9304                         continue;
9305                 }
9306                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9307
9308                 if (snapshot)
9309                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9310                                 &binode->runtime_flags);
9311                 if (full_flush) {
9312                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9313                         if (!work) {
9314                                 iput(inode);
9315                                 ret = -ENOMEM;
9316                                 goto out;
9317                         }
9318                         list_add_tail(&work->list, &works);
9319                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9320                                          &work->work);
9321                 } else {
9322                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9323                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9324                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9325                                 goto out;
9326                 }
9327                 cond_resched();
9328                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9329         }
9330         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9331
9332 out:
9333         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9334                 list_del_init(&work->list);
9335                 wait_for_completion(&work->completion);
9336                 kfree(work);
9337         }
9338
9339         if (!list_empty(&splice)) {
9340                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9341                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9342                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9343         }
9344         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9345         return ret;
9346 }
9347
9348 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9349 {
9350         struct writeback_control wbc = {
9351                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9352                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9353                 .range_start = 0,
9354                 .range_end = LLONG_MAX,
9355         };
9356         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9357
9358         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9359                 return -EROFS;
9360
9361         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9362 }
9363
9364 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9365                                bool in_reclaim_context)
9366 {
9367         struct writeback_control wbc = {
9368                 .nr_to_write = nr,
9369                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9370                 .range_start = 0,
9371                 .range_end = LLONG_MAX,
9372         };
9373         struct btrfs_root *root;
9374         LIST_HEAD(splice);
9375         int ret;
9376
9377         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9378                 return -EROFS;
9379
9380         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9381         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9382         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9383         while (!list_empty(&splice)) {
9384                 /*
9385                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9386                  * flush.
9387                  */
9388                 if (nr == LONG_MAX)
9389                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9390
9391                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9392                                         delalloc_root);
9393                 root = btrfs_grab_root(root);
9394                 BUG_ON(!root);
9395                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9396                                &fs_info->delalloc_roots);
9397                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9398
9399                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9400                 btrfs_put_root(root);
9401                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9402                         goto out;
9403                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9404         }
9405         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9406
9407         ret = 0;
9408 out:
9409         if (!list_empty(&splice)) {
9410                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9411                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9412                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9413         }
9414         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9415         return ret;
9416 }
9417
9418 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9419                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9420 {
9421         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9422         struct btrfs_trans_handle *trans;
9423         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9424         struct btrfs_path *path;
9425         struct btrfs_key key;
9426         struct inode *inode;
9427         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9428                 .dir = dir,
9429                 .dentry = dentry,
9430         };
9431         unsigned int trans_num_items;
9432         int err;
9433         int name_len;
9434         int datasize;
9435         unsigned long ptr;
9436         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9437         struct extent_buffer *leaf;
9438
9439         name_len = strlen(symname);
9440         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9441                 return -ENAMETOOLONG;
9442
9443         inode = new_inode(dir->i_sb);
9444         if (!inode)
9445                 return -ENOMEM;
9446         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9447         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9448         inode_nohighmem(inode);
9449         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9450         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9451         inode_set_bytes(inode, name_len);
9452
9453         new_inode_args.inode = inode;
9454         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9455         if (err)
9456                 goto out_inode;
9457         /* 1 additional item for the inline extent */
9458         trans_num_items++;
9459
9460         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9461         if (IS_ERR(trans)) {
9462                 err = PTR_ERR(trans);
9463                 goto out_new_inode_args;
9464         }
9465
9466         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9467         if (err)
9468                 goto out;
9469
9470         path = btrfs_alloc_path();
9471         if (!path) {
9472                 err = -ENOMEM;
9473                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9474                 discard_new_inode(inode);
9475                 inode = NULL;
9476                 goto out;
9477         }
9478         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9479         key.offset = 0;
9480         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9481         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9482         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9483                                       datasize);
9484         if (err) {
9485                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9486                 btrfs_free_path(path);
9487                 discard_new_inode(inode);
9488                 inode = NULL;
9489                 goto out;
9490         }
9491         leaf = path->nodes[0];
9492         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9493                             struct btrfs_file_extent_item);
9494         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9495         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9496                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9497         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9498         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9499         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9500         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9501
9502         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9503         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9504         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
9505         btrfs_free_path(path);
9506
9507         d_instantiate_new(dentry, inode);
9508         err = 0;
9509 out:
9510         btrfs_end_transaction(trans);
9511         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9512 out_new_inode_args:
9513         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9514 out_inode:
9515         if (err)
9516                 iput(inode);
9517         return err;
9518 }
9519
9520 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9521                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9522                                        struct btrfs_inode *inode,
9523                                        struct btrfs_key *ins,
9524                                        u64 file_offset)
9525 {
9526         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9527         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9528         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9529         struct btrfs_path *path;
9530         u64 start = ins->objectid;
9531         u64 len = ins->offset;
9532         u64 qgroup_released = 0;
9533         int ret;
9534
9535         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9536
9537         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9538         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9539         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9540         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9541         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9542         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9543         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9544
9545         ret = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len, &qgroup_released);
9546         if (ret < 0)
9547                 return ERR_PTR(ret);
9548
9549         if (trans) {
9550                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9551                                                   file_offset, &stack_fi,
9552                                                   true, qgroup_released);
9553                 if (ret)
9554                         goto free_qgroup;
9555                 return trans;
9556         }
9557
9558         extent_info.disk_offset = start;
9559         extent_info.disk_len = len;
9560         extent_info.data_offset = 0;
9561         extent_info.data_len = len;
9562         extent_info.file_offset = file_offset;
9563         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9564         extent_info.is_new_extent = true;
9565         extent_info.update_times = true;
9566         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9567         extent_info.insertions = 0;
9568
9569         path = btrfs_alloc_path();
9570         if (!path) {
9571                 ret = -ENOMEM;
9572                 goto free_qgroup;
9573         }
9574
9575         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9576                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9577                                      &trans);
9578         btrfs_free_path(path);
9579         if (ret)
9580                 goto free_qgroup;
9581         return trans;
9582
9583 free_qgroup:
9584         /*
9585          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9586          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9587          * transaction.
9588          * But if we error out early, we have to free what we have released
9589          * or we leak qgroup data reservation.
9590          */
9591         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9592                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9593                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9594         return ERR_PTR(ret);
9595 }
9596
9597 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9598                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9599                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9600                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9601 {
9602         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9603         struct extent_map *em;
9604         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9605         struct btrfs_key ins;
9606         u64 cur_offset = start;
9607         u64 clear_offset = start;
9608         u64 i_size;
9609         u64 cur_bytes;
9610         u64 last_alloc = (u64)-1;
9611         int ret = 0;
9612         bool own_trans = true;
9613         u64 end = start + num_bytes - 1;
9614
9615         if (trans)
9616                 own_trans = false;
9617         while (num_bytes > 0) {
9618                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9619                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9620                 /*
9621                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9622                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9623                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9624                  * sized chunks.
9625                  */
9626                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9627                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9628                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9629                 if (ret)
9630                         break;
9631
9632                 /*
9633                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9634                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9635                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9636                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9637                  * clear_offset by our extent size.
9638                  */
9639                 clear_offset += ins.offset;
9640
9641                 last_alloc = ins.offset;
9642                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9643                                                     &ins, cur_offset);
9644                 /*
9645                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9646                  * decrement the number of reservations in the block group.
9647                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9648                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9649                  */
9650                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9651                 if (IS_ERR(trans)) {
9652                         ret = PTR_ERR(trans);
9653                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9654                                                    ins.offset, 0);
9655                         break;
9656                 }
9657
9658                 em = alloc_extent_map();
9659                 if (!em) {
9660                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9661                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9662                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9663                         goto next;
9664                 }
9665
9666                 em->start = cur_offset;
9667                 em->orig_start = cur_offset;
9668                 em->len = ins.offset;
9669                 em->block_start = ins.objectid;
9670                 em->block_len = ins.offset;
9671                 em->orig_block_len = ins.offset;
9672                 em->ram_bytes = ins.offset;
9673                 em->flags |= EXTENT_FLAG_PREALLOC;
9674                 em->generation = trans->transid;
9675
9676                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9677                 free_extent_map(em);
9678 next:
9679                 num_bytes -= ins.offset;
9680                 cur_offset += ins.offset;
9681                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9682
9683                 inode_inc_iversion(inode);
9684                 inode_set_ctime_current(inode);
9685                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9686                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9687                     (actual_len > inode->i_size) &&
9688                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9689                         if (cur_offset > actual_len)
9690                                 i_size = actual_len;
9691                         else
9692                                 i_size = cur_offset;
9693                         i_size_write(inode, i_size);
9694                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9695                 }
9696
9697                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
9698
9699                 if (ret) {
9700                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9701                         if (own_trans)
9702                                 btrfs_end_transaction(trans);
9703                         break;
9704                 }
9705
9706                 if (own_trans) {
9707                         btrfs_end_transaction(trans);
9708                         trans = NULL;
9709                 }
9710         }
9711         if (clear_offset < end)
9712                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9713                         end - clear_offset + 1);
9714         return ret;
9715 }
9716
9717 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9718                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9719                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9720 {
9721         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9722                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9723                                            NULL);
9724 }
9725
9726 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9727                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9728                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9729                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9730 {
9731         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9732                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9733 }
9734
9735 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9736                             struct inode *inode, int mask)
9737 {
9738         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9739         umode_t mode = inode->i_mode;
9740
9741         if (mask & MAY_WRITE &&
9742             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9743                 if (btrfs_root_readonly(root))
9744                         return -EROFS;
9745                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9746                         return -EACCES;
9747         }
9748         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9749 }
9750
9751 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9752                          struct file *file, umode_t mode)
9753 {
9754         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9755         struct btrfs_trans_handle *trans;
9756         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9757         struct inode *inode;
9758         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9759                 .dir = dir,
9760                 .dentry = file->f_path.dentry,
9761                 .orphan = true,
9762         };
9763         unsigned int trans_num_items;
9764         int ret;
9765
9766         inode = new_inode(dir->i_sb);
9767         if (!inode)
9768                 return -ENOMEM;
9769         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9770         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9771         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9772         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9773
9774         new_inode_args.inode = inode;
9775         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9776         if (ret)
9777                 goto out_inode;
9778
9779         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9780         if (IS_ERR(trans)) {
9781                 ret = PTR_ERR(trans);
9782                 goto out_new_inode_args;
9783         }
9784
9785         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9786
9787         /*
9788          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9789          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9790          * 0, through:
9791          *
9792          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9793          */
9794         set_nlink(inode, 1);
9795
9796         if (!ret) {
9797                 d_tmpfile(file, inode);
9798                 unlock_new_inode(inode);
9799                 mark_inode_dirty(inode);
9800         }
9801
9802         btrfs_end_transaction(trans);
9803         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9804 out_new_inode_args:
9805         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9806 out_inode:
9807         if (ret)
9808                 iput(inode);
9809         return finish_open_simple(file, ret);
9810 }
9811
9812 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9813 {
9814         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9815         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9816         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9817         struct page *page;
9818         u32 len;
9819
9820         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9821         len = end + 1 - start;
9822         while (index <= end_index) {
9823                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9824                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9825
9826                 /* This is for data, which doesn't yet support larger folio. */
9827                 ASSERT(folio_order(page_folio(page)) == 0);
9828                 btrfs_folio_set_writeback(fs_info, page_folio(page), start, len);
9829                 put_page(page);
9830                 index++;
9831         }
9832 }
9833
9834 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9835                                              int compress_type)
9836 {
9837         switch (compress_type) {
9838         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9839                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9840         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9841                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9842         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9843                 /*
9844                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9845                  * sector size that we support.
9846                  */
9847                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9848                         return -EINVAL;
9849                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9850                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9851         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9852                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9853         default:
9854                 return -EUCLEAN;
9855         }
9856 }
9857
9858 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9859                                 struct kiocb *iocb,
9860                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9861                                 u64 lockend,
9862                                 struct extent_state **cached_state,
9863                                 u64 extent_start, size_t count,
9864                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9865                                 bool *unlocked)
9866 {
9867         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9868         struct btrfs_root *root = inode->root;
9869         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9870         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9871         struct btrfs_path *path;
9872         struct extent_buffer *leaf;
9873         struct btrfs_file_extent_item *item;
9874         u64 ram_bytes;
9875         unsigned long ptr;
9876         void *tmp;
9877         ssize_t ret;
9878
9879         path = btrfs_alloc_path();
9880         if (!path) {
9881                 ret = -ENOMEM;
9882                 goto out;
9883         }
9884         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9885                                        extent_start, 0);
9886         if (ret) {
9887                 if (ret > 0) {
9888                         /* The extent item disappeared? */
9889                         ret = -EIO;
9890                 }
9891                 goto out;
9892         }
9893         leaf = path->nodes[0];
9894         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9895
9896         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9897         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9898
9899         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9900                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9901         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9902                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9903         if (ret < 0)
9904                 goto out;
9905         encoded->compression = ret;
9906         if (encoded->compression) {
9907                 size_t inline_size;
9908
9909                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9910                                                                 path->slots[0]);
9911                 if (inline_size > count) {
9912                         ret = -ENOBUFS;
9913                         goto out;
9914                 }
9915                 count = inline_size;
9916                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9917                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9918         } else {
9919                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9920                 encoded->len = count;
9921                 encoded->unencoded_len = count;
9922                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
9923         }
9924
9925         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
9926         if (!tmp) {
9927                 ret = -ENOMEM;
9928                 goto out;
9929         }
9930         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
9931         btrfs_release_path(path);
9932         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9933         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9934         *unlocked = true;
9935
9936         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
9937         if (ret != count)
9938                 ret = -EFAULT;
9939         kfree(tmp);
9940 out:
9941         btrfs_free_path(path);
9942         return ret;
9943 }
9944
9945 struct btrfs_encoded_read_private {
9946         wait_queue_head_t wait;
9947         atomic_t pending;
9948         blk_status_t status;
9949 };
9950
9951 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
9952 {
9953         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
9954
9955         if (bbio->bio.bi_status) {
9956                 /*
9957                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
9958                  * pairs with the memory barrier implied by the
9959                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
9960                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
9961                  * write is observed before the load of status in
9962                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
9963                  */
9964                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
9965         }
9966         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
9967                 wake_up(&priv->wait);
9968         bio_put(&bbio->bio);
9969 }
9970
9971 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
9972                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
9973                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
9974 {
9975         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9976         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
9977                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
9978         };
9979         unsigned long i = 0;
9980         struct btrfs_bio *bbio;
9981
9982         init_waitqueue_head(&priv.wait);
9983
9984         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9985                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9986         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9987         bbio->inode = inode;
9988
9989         do {
9990                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
9991
9992                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
9993                         atomic_inc(&priv.pending);
9994                         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9995
9996                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9997                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9998                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9999                         bbio->inode = inode;
10000                         continue;
10001                 }
10002
10003                 i++;
10004                 disk_bytenr += bytes;
10005                 disk_io_size -= bytes;
10006         } while (disk_io_size);
10007
10008         atomic_inc(&priv.pending);
10009         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
10010
10011         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
10012                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
10013         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
10014         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
10015 }
10016
10017 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
10018                                           struct iov_iter *iter,
10019                                           u64 start, u64 lockend,
10020                                           struct extent_state **cached_state,
10021                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
10022                                           size_t count, bool compressed,
10023                                           bool *unlocked)
10024 {
10025         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10026         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10027         struct page **pages;
10028         unsigned long nr_pages, i;
10029         u64 cur;
10030         size_t page_offset;
10031         ssize_t ret;
10032
10033         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10034         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10035         if (!pages)
10036                 return -ENOMEM;
10037         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages, 0);
10038         if (ret) {
10039                 ret = -ENOMEM;
10040                 goto out;
10041                 }
10042
10043         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10044                                                     disk_io_size, pages);
10045         if (ret)
10046                 goto out;
10047
10048         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10049         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10050         *unlocked = true;
10051
10052         if (compressed) {
10053                 i = 0;
10054                 page_offset = 0;
10055         } else {
10056                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10057                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10058         }
10059         cur = 0;
10060         while (cur < count) {
10061                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10062                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10063
10064                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10065                                       iter) != bytes) {
10066                         ret = -EFAULT;
10067                         goto out;
10068                 }
10069                 i++;
10070                 cur += bytes;
10071                 page_offset = 0;
10072         }
10073         ret = count;
10074 out:
10075         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10076                 if (pages[i])
10077                         __free_page(pages[i]);
10078         }
10079         kfree(pages);
10080         return ret;
10081 }
10082
10083 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10084                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10085 {
10086         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10087         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10088         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10089         ssize_t ret;
10090         size_t count = iov_iter_count(iter);
10091         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10092         struct extent_state *cached_state = NULL;
10093         struct extent_map *em;
10094         bool unlocked = false;
10095
10096         file_accessed(iocb->ki_filp);
10097
10098         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10099
10100         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10101                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10102                 return 0;
10103         }
10104         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10105         /*
10106          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10107          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10108          */
10109         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10110
10111         for (;;) {
10112                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10113
10114                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10115                                                lockend - start + 1);
10116                 if (ret)
10117                         goto out_unlock_inode;
10118                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10119                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10120                                                      lockend - start + 1);
10121                 if (!ordered)
10122                         break;
10123                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10124                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10125                 cond_resched();
10126         }
10127
10128         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10129         if (IS_ERR(em)) {
10130                 ret = PTR_ERR(em);
10131                 goto out_unlock_extent;
10132         }
10133
10134         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10135                 u64 extent_start = em->start;
10136
10137                 /*
10138                  * For inline extents we get everything we need out of the
10139                  * extent item.
10140                  */
10141                 free_extent_map(em);
10142                 em = NULL;
10143                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10144                                                 &cached_state, extent_start,
10145                                                 count, encoded, &unlocked);
10146                 goto out;
10147         }
10148
10149         /*
10150          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10151          * that.
10152          */
10153         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10154                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10155         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10156             (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
10157                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10158                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10159                 encoded->len = count;
10160                 encoded->unencoded_len = count;
10161         } else if (extent_map_is_compressed(em)) {
10162                 disk_bytenr = em->block_start;
10163                 /*
10164                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10165                  * compressed extent.
10166                  */
10167                 if (em->block_len > count) {
10168                         ret = -ENOBUFS;
10169                         goto out_em;
10170                 }
10171                 disk_io_size = em->block_len;
10172                 count = em->block_len;
10173                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10174                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10175                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10176                                                                extent_map_compression(em));
10177                 if (ret < 0)
10178                         goto out_em;
10179                 encoded->compression = ret;
10180         } else {
10181                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10182                 if (encoded->len > count)
10183                         encoded->len = count;
10184                 /*
10185                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10186                  * allocations that we'll do.
10187                  */
10188                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10189                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10190                 encoded->len = count;
10191                 encoded->unencoded_len = count;
10192                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10193         }
10194         free_extent_map(em);
10195         em = NULL;
10196
10197         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10198                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10199                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10200                 unlocked = true;
10201                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10202                 if (ret != count)
10203                         ret = -EFAULT;
10204         } else {
10205                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10206                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10207                                                  disk_io_size, count,
10208                                                  encoded->compression,
10209                                                  &unlocked);
10210         }
10211
10212 out:
10213         if (ret >= 0)
10214                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10215 out_em:
10216         free_extent_map(em);
10217 out_unlock_extent:
10218         if (!unlocked)
10219                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10220 out_unlock_inode:
10221         if (!unlocked)
10222                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10223         return ret;
10224 }
10225
10226 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10227                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10228 {
10229         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10230         struct btrfs_root *root = inode->root;
10231         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10232         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10233         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10234         struct extent_state *cached_state = NULL;
10235         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10236         int compression;
10237         size_t orig_count;
10238         u64 start, end;
10239         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10240         unsigned long nr_pages, i;
10241         struct page **pages;
10242         struct btrfs_key ins;
10243         bool extent_reserved = false;
10244         struct extent_map *em;
10245         ssize_t ret;
10246
10247         switch (encoded->compression) {
10248         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10249                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10250                 break;
10251         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10252                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10253                 break;
10254         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10255         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10256         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10257         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10258         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10259                 /* The sector size must match for LZO. */
10260                 if (encoded->compression -
10261                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10262                     fs_info->sectorsize_bits)
10263                         return -EINVAL;
10264                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10265                 break;
10266         default:
10267                 return -EINVAL;
10268         }
10269         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10270                 return -EINVAL;
10271
10272         orig_count = iov_iter_count(from);
10273
10274         /* The extent size must be sane. */
10275         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10276             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10277                 return -EINVAL;
10278
10279         /*
10280          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10281          *
10282          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10283          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10284          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10285          * extents.
10286          *
10287          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10288          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10289          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10290          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10291          */
10292         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10293                 return -EINVAL;
10294
10295         /* The extent must start on a sector boundary. */
10296         start = iocb->ki_pos;
10297         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10298                 return -EINVAL;
10299
10300         /*
10301          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10302          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10303          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10304          */
10305         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10306             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10307                 return -EINVAL;
10308
10309         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10310         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10311                 return -EINVAL;
10312
10313         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10314         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10315         end = start + num_bytes - 1;
10316
10317         /*
10318          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10319          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10320          * isn't.
10321          */
10322         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10323         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10324         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10325         if (!pages)
10326                 return -ENOMEM;
10327         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10328                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10329                 char *kaddr;
10330
10331                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10332                 if (!pages[i]) {
10333                         ret = -ENOMEM;
10334                         goto out_pages;
10335                 }
10336                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10337                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10338                         kunmap_local(kaddr);
10339                         ret = -EFAULT;
10340                         goto out_pages;
10341                 }
10342                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10343                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10344                 kunmap_local(kaddr);
10345         }
10346
10347         for (;;) {
10348                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10349
10350                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10351                 if (ret)
10352                         goto out_pages;
10353                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10354                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10355                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10356                 if (ret)
10357                         goto out_pages;
10358                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10359                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10360                 if (!ordered &&
10361                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10362                         break;
10363                 if (ordered)
10364                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10365                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10366                 cond_resched();
10367         }
10368
10369         /*
10370          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10371          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10372          */
10373         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10374         if (ret)
10375                 goto out_unlock;
10376         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10377         if (ret)
10378                 goto out_free_data_space;
10379         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10380                                               false);
10381         if (ret)
10382                 goto out_qgroup_free_data;
10383
10384         /* Try an inline extent first. */
10385         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10386             encoded->unencoded_offset == 0) {
10387                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10388                                             compression, pages, true);
10389                 if (ret <= 0) {
10390                         if (ret == 0)
10391                                 ret = orig_count;
10392                         goto out_delalloc_release;
10393                 }
10394         }
10395
10396         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10397                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10398         if (ret)
10399                 goto out_delalloc_release;
10400         extent_reserved = true;
10401
10402         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10403                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10404                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10405                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10406         if (IS_ERR(em)) {
10407                 ret = PTR_ERR(em);
10408                 goto out_free_reserved;
10409         }
10410         free_extent_map(em);
10411
10412         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10413                                        ins.objectid, ins.offset,
10414                                        encoded->unencoded_offset,
10415                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10416                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10417                                        compression);
10418         if (IS_ERR(ordered)) {
10419                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10420                 ret = PTR_ERR(ordered);
10421                 goto out_free_reserved;
10422         }
10423         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10424
10425         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10426                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10427
10428         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10429
10430         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10431
10432         btrfs_submit_compressed_write(ordered, pages, nr_pages, 0, false);
10433         ret = orig_count;
10434         goto out;
10435
10436 out_free_reserved:
10437         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10438         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10439 out_delalloc_release:
10440         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10441         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10442 out_qgroup_free_data:
10443         if (ret < 0)
10444                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes, NULL);
10445 out_free_data_space:
10446         /*
10447          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10448          * bytes_may_use.
10449          */
10450         if (!extent_reserved)
10451                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10452 out_unlock:
10453         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10454 out_pages:
10455         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10456                 if (pages[i])
10457                         __free_page(pages[i]);
10458         }
10459         kvfree(pages);
10460 out:
10461         if (ret >= 0)
10462                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10463         return ret;
10464 }
10465
10466 #ifdef CONFIG_SWAP
10467 /*
10468  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10469  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10470  * negative errno on failure.
10471  */
10472 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10473                                   bool is_block_group)
10474 {
10475         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10476         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10477         struct rb_node **p;
10478         struct rb_node *parent = NULL;
10479
10480         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10481         if (!sp)
10482                 return -ENOMEM;
10483         sp->ptr = ptr;
10484         sp->inode = inode;
10485         sp->is_block_group = is_block_group;
10486         sp->bg_extent_count = 1;
10487
10488         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10489         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10490         while (*p) {
10491                 parent = *p;
10492                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10493                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10494                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10495                         p = &(*p)->rb_left;
10496                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10497                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10498                         p = &(*p)->rb_right;
10499                 } else {
10500                         if (is_block_group)
10501                                 entry->bg_extent_count++;
10502                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10503                         kfree(sp);
10504                         return 1;
10505                 }
10506         }
10507         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10508         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10509         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10510         return 0;
10511 }
10512
10513 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10514 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10515 {
10516         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10517         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10518         struct rb_node *node, *next;
10519
10520         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10521         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10522         while (node) {
10523                 next = rb_next(node);
10524                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10525                 if (sp->inode == inode) {
10526                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10527                         if (sp->is_block_group) {
10528                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10529                                                            sp->bg_extent_count);
10530                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10531                         }
10532                         kfree(sp);
10533                 }
10534                 node = next;
10535         }
10536         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10537 }
10538
10539 struct btrfs_swap_info {
10540         u64 start;
10541         u64 block_start;
10542         u64 block_len;
10543         u64 lowest_ppage;
10544         u64 highest_ppage;
10545         unsigned long nr_pages;
10546         int nr_extents;
10547 };
10548
10549 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10550                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10551 {
10552         unsigned long nr_pages;
10553         unsigned long max_pages;
10554         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10555         int ret;
10556
10557         /*
10558          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10559          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10560          * the max size set in the swap header.
10561          */
10562         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10563                 return 0;
10564
10565         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10566         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10567         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10568
10569         if (first_ppage >= next_ppage)
10570                 return 0;
10571         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10572         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10573
10574         first_ppage_reported = first_ppage;
10575         if (bsi->start == 0)
10576                 first_ppage_reported++;
10577         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10578                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10579         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10580                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10581
10582         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10583         if (ret < 0)
10584                 return ret;
10585         bsi->nr_extents += ret;
10586         bsi->nr_pages += nr_pages;
10587         return 0;
10588 }
10589
10590 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10591 {
10592         struct inode *inode = file_inode(file);
10593
10594         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10595         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10596 }
10597
10598 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10599                                sector_t *span)
10600 {
10601         struct inode *inode = file_inode(file);
10602         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10603         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10604         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10605         struct extent_state *cached_state = NULL;
10606         struct extent_map *em = NULL;
10607         struct btrfs_chunk_map *map = NULL;
10608         struct btrfs_device *device = NULL;
10609         struct btrfs_swap_info bsi = {
10610                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10611         };
10612         int ret = 0;
10613         u64 isize;
10614         u64 start;
10615
10616         /*
10617          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10618          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10619          * we don't really care.
10620          */
10621         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10622         if (ret)
10623                 return ret;
10624
10625         /*
10626          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10627          */
10628         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10629                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10630                 return -EINVAL;
10631         }
10632         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10633                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10634                 return -EINVAL;
10635         }
10636         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10637                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10638                 return -EINVAL;
10639         }
10640
10641         /*
10642          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10643          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10644          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10645          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10646          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10647          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10648          * really worth the trouble to allow it.
10649          */
10650         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10651                 btrfs_warn(fs_info,
10652            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10653                 return -EBUSY;
10654         }
10655
10656         /*
10657          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10658          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10659          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10660          * completes before the first write into the swap file after it is
10661          * activated, than that write would fallback to COW.
10662          */
10663         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10664                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10665                 btrfs_warn(fs_info,
10666            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10667                 return -EINVAL;
10668         }
10669         /*
10670          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10671          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10672          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10673          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10674          *
10675          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10676          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10677          * activating the swapfile.
10678          */
10679         spin_lock(&root->root_item_lock);
10680         if (btrfs_root_dead(root)) {
10681                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10682
10683                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10684                 btrfs_warn(fs_info,
10685                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10686                         root->root_key.objectid);
10687                 return -EPERM;
10688         }
10689         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10690         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10691
10692         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10693
10694         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10695         start = 0;
10696         while (start < isize) {
10697                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10698                 struct btrfs_block_group *bg;
10699                 u64 len = isize - start;
10700
10701                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10702                 if (IS_ERR(em)) {
10703                         ret = PTR_ERR(em);
10704                         goto out;
10705                 }
10706
10707                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10708                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10709                         ret = -EINVAL;
10710                         goto out;
10711                 }
10712                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10713                         /*
10714                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10715                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10716                          * big enough to store more than the swap header, but in
10717                          * case something changes in the future, let's catch it
10718                          * here rather than later.
10719                          */
10720                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10721                         ret = -EINVAL;
10722                         goto out;
10723                 }
10724                 if (extent_map_is_compressed(em)) {
10725                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10726                         ret = -EINVAL;
10727                         goto out;
10728                 }
10729
10730                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10731                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10732                 free_extent_map(em);
10733                 em = NULL;
10734
10735                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10736                 if (ret < 0) {
10737                         goto out;
10738                 } else if (ret) {
10739                         ret = 0;
10740                 } else {
10741                         btrfs_warn(fs_info,
10742                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10743                         ret = -EINVAL;
10744                         goto out;
10745                 }
10746
10747                 map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10748                 if (IS_ERR(map)) {
10749                         ret = PTR_ERR(map);
10750                         goto out;
10751                 }
10752
10753                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10754                         btrfs_warn(fs_info,
10755                                    "swapfile must have single data profile");
10756                         ret = -EINVAL;
10757                         goto out;
10758                 }
10759
10760                 if (device == NULL) {
10761                         device = map->stripes[0].dev;
10762                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10763                         if (ret == 1)
10764                                 ret = 0;
10765                         else if (ret)
10766                                 goto out;
10767                 } else if (device != map->stripes[0].dev) {
10768                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10769                         ret = -EINVAL;
10770                         goto out;
10771                 }
10772
10773                 physical_block_start = (map->stripes[0].physical +
10774                                         (logical_block_start - map->start));
10775                 len = min(len, map->chunk_len - (logical_block_start - map->start));
10776                 btrfs_free_chunk_map(map);
10777                 map = NULL;
10778
10779                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10780                 if (!bg) {
10781                         btrfs_warn(fs_info,
10782                            "could not find block group containing swapfile");
10783                         ret = -EINVAL;
10784                         goto out;
10785                 }
10786
10787                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10788                         btrfs_warn(fs_info,
10789                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10790                            bg->start,
10791                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10792                                        " (scrub running)" : "");
10793                         btrfs_put_block_group(bg);
10794                         ret = -EINVAL;
10795                         goto out;
10796                 }
10797
10798                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10799                 if (ret) {
10800                         btrfs_put_block_group(bg);
10801                         if (ret == 1)
10802                                 ret = 0;
10803                         else
10804                                 goto out;
10805                 }
10806
10807                 if (bsi.block_len &&
10808                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10809                         bsi.block_len += len;
10810                 } else {
10811                         if (bsi.block_len) {
10812                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10813                                 if (ret)
10814                                         goto out;
10815                         }
10816                         bsi.start = start;
10817                         bsi.block_start = physical_block_start;
10818                         bsi.block_len = len;
10819                 }
10820
10821                 start += len;
10822         }
10823
10824         if (bsi.block_len)
10825                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10826
10827 out:
10828         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10829                 free_extent_map(em);
10830         if (!IS_ERR_OR_NULL(map))
10831                 btrfs_free_chunk_map(map);
10832
10833         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10834
10835         if (ret)
10836                 btrfs_swap_deactivate(file);
10837
10838         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10839
10840         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10841
10842         if (ret)
10843                 return ret;
10844
10845         if (device)
10846                 sis->bdev = device->bdev;
10847         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10848         sis->max = bsi.nr_pages;
10849         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10850         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10851         return bsi.nr_extents;
10852 }
10853 #else
10854 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10855 {
10856 }
10857
10858 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10859                                sector_t *span)
10860 {
10861         return -EOPNOTSUPP;
10862 }
10863 #endif
10864
10865 /*
10866  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10867  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10868  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10869  * always get a correct value.
10870  */
10871 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10872                               const u64 add_bytes,
10873                               const u64 del_bytes)
10874 {
10875         if (add_bytes == del_bytes)
10876                 return;
10877
10878         spin_lock(&inode->lock);
10879         if (del_bytes > 0)
10880                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10881         if (add_bytes > 0)
10882                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10883         spin_unlock(&inode->lock);
10884 }
10885
10886 /*
10887  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10888  *
10889  * @inode:   The target inode.
10890  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10891  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10892  *           sector size aligned.
10893  *
10894  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10895  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10896  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10897  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10898  * the inode's io_tree.
10899  */
10900 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10901 {
10902         struct btrfs_root *root = inode->root;
10903         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10904
10905         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10906                 return;
10907
10908         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10909         if (ordered) {
10910                 btrfs_err(root->fs_info,
10911 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10912                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
10913                           ordered->file_offset,
10914                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
10915                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10916         }
10917
10918         ASSERT(ordered == NULL);
10919 }
10920
10921 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10922         .getattr        = btrfs_getattr,
10923         .lookup         = btrfs_lookup,
10924         .create         = btrfs_create,
10925         .unlink         = btrfs_unlink,
10926         .link           = btrfs_link,
10927         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10928         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10929         .rename         = btrfs_rename2,
10930         .symlink        = btrfs_symlink,
10931         .setattr        = btrfs_setattr,
10932         .mknod          = btrfs_mknod,
10933         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10934         .permission     = btrfs_permission,
10935         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10936         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10937         .update_time    = btrfs_update_time,
10938         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10939         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10940         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10941 };
10942
10943 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10944         .llseek         = btrfs_dir_llseek,
10945         .read           = generic_read_dir,
10946         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10947         .open           = btrfs_opendir,
10948         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10949 #ifdef CONFIG_COMPAT
10950         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10951 #endif
10952         .release        = btrfs_release_file,
10953         .fsync          = btrfs_sync_file,
10954 };
10955
10956 /*
10957  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10958  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10959  * these extents won't change over the life of the file and they
10960  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10961  *
10962  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10963  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10964  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10965  *
10966  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10967  */
10968 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10969         .read_folio     = btrfs_read_folio,
10970         .writepages     = btrfs_writepages,
10971         .readahead      = btrfs_readahead,
10972         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
10973         .release_folio  = btrfs_release_folio,
10974         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
10975         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
10976         .error_remove_folio = generic_error_remove_folio,
10977         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10978         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10979 };
10980
10981 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10982         .getattr        = btrfs_getattr,
10983         .setattr        = btrfs_setattr,
10984         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10985         .permission     = btrfs_permission,
10986         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10987         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10988         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10989         .update_time    = btrfs_update_time,
10990         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10991         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10992 };
10993 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10994         .getattr        = btrfs_getattr,
10995         .setattr        = btrfs_setattr,
10996         .permission     = btrfs_permission,
10997         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10998         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10999         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11000         .update_time    = btrfs_update_time,
11001 };
11002 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
11003         .get_link       = page_get_link,
11004         .getattr        = btrfs_getattr,
11005         .setattr        = btrfs_setattr,
11006         .permission     = btrfs_permission,
11007         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11008         .update_time    = btrfs_update_time,
11009 };
11010
11011 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11012         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11013 };