Merge tag 'trace-v5.14-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rostedt...
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / btrfs / extent_io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/slab.h>
5 #include <linux/bio.h>
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/pagemap.h>
8 #include <linux/page-flags.h>
9 #include <linux/spinlock.h>
10 #include <linux/blkdev.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/writeback.h>
13 #include <linux/pagevec.h>
14 #include <linux/prefetch.h>
15 #include <linux/cleancache.h>
16 #include "misc.h"
17 #include "extent_io.h"
18 #include "extent-io-tree.h"
19 #include "extent_map.h"
20 #include "ctree.h"
21 #include "btrfs_inode.h"
22 #include "volumes.h"
23 #include "check-integrity.h"
24 #include "locking.h"
25 #include "rcu-string.h"
26 #include "backref.h"
27 #include "disk-io.h"
28 #include "subpage.h"
29 #include "zoned.h"
30 #include "block-group.h"
31
32 static struct kmem_cache *extent_state_cache;
33 static struct kmem_cache *extent_buffer_cache;
34 static struct bio_set btrfs_bioset;
35
36 static inline bool extent_state_in_tree(const struct extent_state *state)
37 {
38         return !RB_EMPTY_NODE(&state->rb_node);
39 }
40
41 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
42 static LIST_HEAD(states);
43 static DEFINE_SPINLOCK(leak_lock);
44
45 static inline void btrfs_leak_debug_add(spinlock_t *lock,
46                                         struct list_head *new,
47                                         struct list_head *head)
48 {
49         unsigned long flags;
50
51         spin_lock_irqsave(lock, flags);
52         list_add(new, head);
53         spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
54 }
55
56 static inline void btrfs_leak_debug_del(spinlock_t *lock,
57                                         struct list_head *entry)
58 {
59         unsigned long flags;
60
61         spin_lock_irqsave(lock, flags);
62         list_del(entry);
63         spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
64 }
65
66 void btrfs_extent_buffer_leak_debug_check(struct btrfs_fs_info *fs_info)
67 {
68         struct extent_buffer *eb;
69         unsigned long flags;
70
71         /*
72          * If we didn't get into open_ctree our allocated_ebs will not be
73          * initialized, so just skip this.
74          */
75         if (!fs_info->allocated_ebs.next)
76                 return;
77
78         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
79         while (!list_empty(&fs_info->allocated_ebs)) {
80                 eb = list_first_entry(&fs_info->allocated_ebs,
81                                       struct extent_buffer, leak_list);
82                 pr_err(
83         "BTRFS: buffer leak start %llu len %lu refs %d bflags %lu owner %llu\n",
84                        eb->start, eb->len, atomic_read(&eb->refs), eb->bflags,
85                        btrfs_header_owner(eb));
86                 list_del(&eb->leak_list);
87                 kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
88         }
89         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
90 }
91
92 static inline void btrfs_extent_state_leak_debug_check(void)
93 {
94         struct extent_state *state;
95
96         while (!list_empty(&states)) {
97                 state = list_entry(states.next, struct extent_state, leak_list);
98                 pr_err("BTRFS: state leak: start %llu end %llu state %u in tree %d refs %d\n",
99                        state->start, state->end, state->state,
100                        extent_state_in_tree(state),
101                        refcount_read(&state->refs));
102                 list_del(&state->leak_list);
103                 kmem_cache_free(extent_state_cache, state);
104         }
105 }
106
107 #define btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end)             \
108         __btrfs_debug_check_extent_io_range(__func__, (tree), (start), (end))
109 static inline void __btrfs_debug_check_extent_io_range(const char *caller,
110                 struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end)
111 {
112         struct inode *inode = tree->private_data;
113         u64 isize;
114
115         if (!inode || !is_data_inode(inode))
116                 return;
117
118         isize = i_size_read(inode);
119         if (end >= PAGE_SIZE && (end % 2) == 0 && end != isize - 1) {
120                 btrfs_debug_rl(BTRFS_I(inode)->root->fs_info,
121                     "%s: ino %llu isize %llu odd range [%llu,%llu]",
122                         caller, btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), isize, start, end);
123         }
124 }
125 #else
126 #define btrfs_leak_debug_add(lock, new, head)   do {} while (0)
127 #define btrfs_leak_debug_del(lock, entry)       do {} while (0)
128 #define btrfs_extent_state_leak_debug_check()   do {} while (0)
129 #define btrfs_debug_check_extent_io_range(c, s, e)      do {} while (0)
130 #endif
131
132 struct tree_entry {
133         u64 start;
134         u64 end;
135         struct rb_node rb_node;
136 };
137
138 struct extent_page_data {
139         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl;
140         /* tells writepage not to lock the state bits for this range
141          * it still does the unlocking
142          */
143         unsigned int extent_locked:1;
144
145         /* tells the submit_bio code to use REQ_SYNC */
146         unsigned int sync_io:1;
147 };
148
149 static int add_extent_changeset(struct extent_state *state, u32 bits,
150                                  struct extent_changeset *changeset,
151                                  int set)
152 {
153         int ret;
154
155         if (!changeset)
156                 return 0;
157         if (set && (state->state & bits) == bits)
158                 return 0;
159         if (!set && (state->state & bits) == 0)
160                 return 0;
161         changeset->bytes_changed += state->end - state->start + 1;
162         ret = ulist_add(&changeset->range_changed, state->start, state->end,
163                         GFP_ATOMIC);
164         return ret;
165 }
166
167 int __must_check submit_one_bio(struct bio *bio, int mirror_num,
168                                 unsigned long bio_flags)
169 {
170         blk_status_t ret = 0;
171         struct extent_io_tree *tree = bio->bi_private;
172
173         bio->bi_private = NULL;
174
175         if (is_data_inode(tree->private_data))
176                 ret = btrfs_submit_data_bio(tree->private_data, bio, mirror_num,
177                                             bio_flags);
178         else
179                 ret = btrfs_submit_metadata_bio(tree->private_data, bio,
180                                                 mirror_num, bio_flags);
181
182         return blk_status_to_errno(ret);
183 }
184
185 /* Cleanup unsubmitted bios */
186 static void end_write_bio(struct extent_page_data *epd, int ret)
187 {
188         struct bio *bio = epd->bio_ctrl.bio;
189
190         if (bio) {
191                 bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
192                 bio_endio(bio);
193                 epd->bio_ctrl.bio = NULL;
194         }
195 }
196
197 /*
198  * Submit bio from extent page data via submit_one_bio
199  *
200  * Return 0 if everything is OK.
201  * Return <0 for error.
202  */
203 static int __must_check flush_write_bio(struct extent_page_data *epd)
204 {
205         int ret = 0;
206         struct bio *bio = epd->bio_ctrl.bio;
207
208         if (bio) {
209                 ret = submit_one_bio(bio, 0, 0);
210                 /*
211                  * Clean up of epd->bio is handled by its endio function.
212                  * And endio is either triggered by successful bio execution
213                  * or the error handler of submit bio hook.
214                  * So at this point, no matter what happened, we don't need
215                  * to clean up epd->bio.
216                  */
217                 epd->bio_ctrl.bio = NULL;
218         }
219         return ret;
220 }
221
222 int __init extent_state_cache_init(void)
223 {
224         extent_state_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_state",
225                         sizeof(struct extent_state), 0,
226                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
227         if (!extent_state_cache)
228                 return -ENOMEM;
229         return 0;
230 }
231
232 int __init extent_io_init(void)
233 {
234         extent_buffer_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_buffer",
235                         sizeof(struct extent_buffer), 0,
236                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
237         if (!extent_buffer_cache)
238                 return -ENOMEM;
239
240         if (bioset_init(&btrfs_bioset, BIO_POOL_SIZE,
241                         offsetof(struct btrfs_io_bio, bio),
242                         BIOSET_NEED_BVECS))
243                 goto free_buffer_cache;
244
245         if (bioset_integrity_create(&btrfs_bioset, BIO_POOL_SIZE))
246                 goto free_bioset;
247
248         return 0;
249
250 free_bioset:
251         bioset_exit(&btrfs_bioset);
252
253 free_buffer_cache:
254         kmem_cache_destroy(extent_buffer_cache);
255         extent_buffer_cache = NULL;
256         return -ENOMEM;
257 }
258
259 void __cold extent_state_cache_exit(void)
260 {
261         btrfs_extent_state_leak_debug_check();
262         kmem_cache_destroy(extent_state_cache);
263 }
264
265 void __cold extent_io_exit(void)
266 {
267         /*
268          * Make sure all delayed rcu free are flushed before we
269          * destroy caches.
270          */
271         rcu_barrier();
272         kmem_cache_destroy(extent_buffer_cache);
273         bioset_exit(&btrfs_bioset);
274 }
275
276 /*
277  * For the file_extent_tree, we want to hold the inode lock when we lookup and
278  * update the disk_i_size, but lockdep will complain because our io_tree we hold
279  * the tree lock and get the inode lock when setting delalloc.  These two things
280  * are unrelated, so make a class for the file_extent_tree so we don't get the
281  * two locking patterns mixed up.
282  */
283 static struct lock_class_key file_extent_tree_class;
284
285 void extent_io_tree_init(struct btrfs_fs_info *fs_info,
286                          struct extent_io_tree *tree, unsigned int owner,
287                          void *private_data)
288 {
289         tree->fs_info = fs_info;
290         tree->state = RB_ROOT;
291         tree->dirty_bytes = 0;
292         spin_lock_init(&tree->lock);
293         tree->private_data = private_data;
294         tree->owner = owner;
295         if (owner == IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT)
296                 lockdep_set_class(&tree->lock, &file_extent_tree_class);
297 }
298
299 void extent_io_tree_release(struct extent_io_tree *tree)
300 {
301         spin_lock(&tree->lock);
302         /*
303          * Do a single barrier for the waitqueue_active check here, the state
304          * of the waitqueue should not change once extent_io_tree_release is
305          * called.
306          */
307         smp_mb();
308         while (!RB_EMPTY_ROOT(&tree->state)) {
309                 struct rb_node *node;
310                 struct extent_state *state;
311
312                 node = rb_first(&tree->state);
313                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
314                 rb_erase(&state->rb_node, &tree->state);
315                 RB_CLEAR_NODE(&state->rb_node);
316                 /*
317                  * btree io trees aren't supposed to have tasks waiting for
318                  * changes in the flags of extent states ever.
319                  */
320                 ASSERT(!waitqueue_active(&state->wq));
321                 free_extent_state(state);
322
323                 cond_resched_lock(&tree->lock);
324         }
325         spin_unlock(&tree->lock);
326 }
327
328 static struct extent_state *alloc_extent_state(gfp_t mask)
329 {
330         struct extent_state *state;
331
332         /*
333          * The given mask might be not appropriate for the slab allocator,
334          * drop the unsupported bits
335          */
336         mask &= ~(__GFP_DMA32|__GFP_HIGHMEM);
337         state = kmem_cache_alloc(extent_state_cache, mask);
338         if (!state)
339                 return state;
340         state->state = 0;
341         state->failrec = NULL;
342         RB_CLEAR_NODE(&state->rb_node);
343         btrfs_leak_debug_add(&leak_lock, &state->leak_list, &states);
344         refcount_set(&state->refs, 1);
345         init_waitqueue_head(&state->wq);
346         trace_alloc_extent_state(state, mask, _RET_IP_);
347         return state;
348 }
349
350 void free_extent_state(struct extent_state *state)
351 {
352         if (!state)
353                 return;
354         if (refcount_dec_and_test(&state->refs)) {
355                 WARN_ON(extent_state_in_tree(state));
356                 btrfs_leak_debug_del(&leak_lock, &state->leak_list);
357                 trace_free_extent_state(state, _RET_IP_);
358                 kmem_cache_free(extent_state_cache, state);
359         }
360 }
361
362 static struct rb_node *tree_insert(struct rb_root *root,
363                                    struct rb_node *search_start,
364                                    u64 offset,
365                                    struct rb_node *node,
366                                    struct rb_node ***p_in,
367                                    struct rb_node **parent_in)
368 {
369         struct rb_node **p;
370         struct rb_node *parent = NULL;
371         struct tree_entry *entry;
372
373         if (p_in && parent_in) {
374                 p = *p_in;
375                 parent = *parent_in;
376                 goto do_insert;
377         }
378
379         p = search_start ? &search_start : &root->rb_node;
380         while (*p) {
381                 parent = *p;
382                 entry = rb_entry(parent, struct tree_entry, rb_node);
383
384                 if (offset < entry->start)
385                         p = &(*p)->rb_left;
386                 else if (offset > entry->end)
387                         p = &(*p)->rb_right;
388                 else
389                         return parent;
390         }
391
392 do_insert:
393         rb_link_node(node, parent, p);
394         rb_insert_color(node, root);
395         return NULL;
396 }
397
398 /**
399  * Search @tree for an entry that contains @offset. Such entry would have
400  * entry->start <= offset && entry->end >= offset.
401  *
402  * @tree:       the tree to search
403  * @offset:     offset that should fall within an entry in @tree
404  * @next_ret:   pointer to the first entry whose range ends after @offset
405  * @prev_ret:   pointer to the first entry whose range begins before @offset
406  * @p_ret:      pointer where new node should be anchored (used when inserting an
407  *              entry in the tree)
408  * @parent_ret: points to entry which would have been the parent of the entry,
409  *               containing @offset
410  *
411  * This function returns a pointer to the entry that contains @offset byte
412  * address. If no such entry exists, then NULL is returned and the other
413  * pointer arguments to the function are filled, otherwise the found entry is
414  * returned and other pointers are left untouched.
415  */
416 static struct rb_node *__etree_search(struct extent_io_tree *tree, u64 offset,
417                                       struct rb_node **next_ret,
418                                       struct rb_node **prev_ret,
419                                       struct rb_node ***p_ret,
420                                       struct rb_node **parent_ret)
421 {
422         struct rb_root *root = &tree->state;
423         struct rb_node **n = &root->rb_node;
424         struct rb_node *prev = NULL;
425         struct rb_node *orig_prev = NULL;
426         struct tree_entry *entry;
427         struct tree_entry *prev_entry = NULL;
428
429         while (*n) {
430                 prev = *n;
431                 entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
432                 prev_entry = entry;
433
434                 if (offset < entry->start)
435                         n = &(*n)->rb_left;
436                 else if (offset > entry->end)
437                         n = &(*n)->rb_right;
438                 else
439                         return *n;
440         }
441
442         if (p_ret)
443                 *p_ret = n;
444         if (parent_ret)
445                 *parent_ret = prev;
446
447         if (next_ret) {
448                 orig_prev = prev;
449                 while (prev && offset > prev_entry->end) {
450                         prev = rb_next(prev);
451                         prev_entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
452                 }
453                 *next_ret = prev;
454                 prev = orig_prev;
455         }
456
457         if (prev_ret) {
458                 prev_entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
459                 while (prev && offset < prev_entry->start) {
460                         prev = rb_prev(prev);
461                         prev_entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
462                 }
463                 *prev_ret = prev;
464         }
465         return NULL;
466 }
467
468 static inline struct rb_node *
469 tree_search_for_insert(struct extent_io_tree *tree,
470                        u64 offset,
471                        struct rb_node ***p_ret,
472                        struct rb_node **parent_ret)
473 {
474         struct rb_node *next= NULL;
475         struct rb_node *ret;
476
477         ret = __etree_search(tree, offset, &next, NULL, p_ret, parent_ret);
478         if (!ret)
479                 return next;
480         return ret;
481 }
482
483 static inline struct rb_node *tree_search(struct extent_io_tree *tree,
484                                           u64 offset)
485 {
486         return tree_search_for_insert(tree, offset, NULL, NULL);
487 }
488
489 /*
490  * utility function to look for merge candidates inside a given range.
491  * Any extents with matching state are merged together into a single
492  * extent in the tree.  Extents with EXTENT_IO in their state field
493  * are not merged because the end_io handlers need to be able to do
494  * operations on them without sleeping (or doing allocations/splits).
495  *
496  * This should be called with the tree lock held.
497  */
498 static void merge_state(struct extent_io_tree *tree,
499                         struct extent_state *state)
500 {
501         struct extent_state *other;
502         struct rb_node *other_node;
503
504         if (state->state & (EXTENT_LOCKED | EXTENT_BOUNDARY))
505                 return;
506
507         other_node = rb_prev(&state->rb_node);
508         if (other_node) {
509                 other = rb_entry(other_node, struct extent_state, rb_node);
510                 if (other->end == state->start - 1 &&
511                     other->state == state->state) {
512                         if (tree->private_data &&
513                             is_data_inode(tree->private_data))
514                                 btrfs_merge_delalloc_extent(tree->private_data,
515                                                             state, other);
516                         state->start = other->start;
517                         rb_erase(&other->rb_node, &tree->state);
518                         RB_CLEAR_NODE(&other->rb_node);
519                         free_extent_state(other);
520                 }
521         }
522         other_node = rb_next(&state->rb_node);
523         if (other_node) {
524                 other = rb_entry(other_node, struct extent_state, rb_node);
525                 if (other->start == state->end + 1 &&
526                     other->state == state->state) {
527                         if (tree->private_data &&
528                             is_data_inode(tree->private_data))
529                                 btrfs_merge_delalloc_extent(tree->private_data,
530                                                             state, other);
531                         state->end = other->end;
532                         rb_erase(&other->rb_node, &tree->state);
533                         RB_CLEAR_NODE(&other->rb_node);
534                         free_extent_state(other);
535                 }
536         }
537 }
538
539 static void set_state_bits(struct extent_io_tree *tree,
540                            struct extent_state *state, u32 *bits,
541                            struct extent_changeset *changeset);
542
543 /*
544  * insert an extent_state struct into the tree.  'bits' are set on the
545  * struct before it is inserted.
546  *
547  * This may return -EEXIST if the extent is already there, in which case the
548  * state struct is freed.
549  *
550  * The tree lock is not taken internally.  This is a utility function and
551  * probably isn't what you want to call (see set/clear_extent_bit).
552  */
553 static int insert_state(struct extent_io_tree *tree,
554                         struct extent_state *state, u64 start, u64 end,
555                         struct rb_node ***p,
556                         struct rb_node **parent,
557                         u32 *bits, struct extent_changeset *changeset)
558 {
559         struct rb_node *node;
560
561         if (end < start) {
562                 btrfs_err(tree->fs_info,
563                         "insert state: end < start %llu %llu", end, start);
564                 WARN_ON(1);
565         }
566         state->start = start;
567         state->end = end;
568
569         set_state_bits(tree, state, bits, changeset);
570
571         node = tree_insert(&tree->state, NULL, end, &state->rb_node, p, parent);
572         if (node) {
573                 struct extent_state *found;
574                 found = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
575                 btrfs_err(tree->fs_info,
576                        "found node %llu %llu on insert of %llu %llu",
577                        found->start, found->end, start, end);
578                 return -EEXIST;
579         }
580         merge_state(tree, state);
581         return 0;
582 }
583
584 /*
585  * split a given extent state struct in two, inserting the preallocated
586  * struct 'prealloc' as the newly created second half.  'split' indicates an
587  * offset inside 'orig' where it should be split.
588  *
589  * Before calling,
590  * the tree has 'orig' at [orig->start, orig->end].  After calling, there
591  * are two extent state structs in the tree:
592  * prealloc: [orig->start, split - 1]
593  * orig: [ split, orig->end ]
594  *
595  * The tree locks are not taken by this function. They need to be held
596  * by the caller.
597  */
598 static int split_state(struct extent_io_tree *tree, struct extent_state *orig,
599                        struct extent_state *prealloc, u64 split)
600 {
601         struct rb_node *node;
602
603         if (tree->private_data && is_data_inode(tree->private_data))
604                 btrfs_split_delalloc_extent(tree->private_data, orig, split);
605
606         prealloc->start = orig->start;
607         prealloc->end = split - 1;
608         prealloc->state = orig->state;
609         orig->start = split;
610
611         node = tree_insert(&tree->state, &orig->rb_node, prealloc->end,
612                            &prealloc->rb_node, NULL, NULL);
613         if (node) {
614                 free_extent_state(prealloc);
615                 return -EEXIST;
616         }
617         return 0;
618 }
619
620 static struct extent_state *next_state(struct extent_state *state)
621 {
622         struct rb_node *next = rb_next(&state->rb_node);
623         if (next)
624                 return rb_entry(next, struct extent_state, rb_node);
625         else
626                 return NULL;
627 }
628
629 /*
630  * utility function to clear some bits in an extent state struct.
631  * it will optionally wake up anyone waiting on this state (wake == 1).
632  *
633  * If no bits are set on the state struct after clearing things, the
634  * struct is freed and removed from the tree
635  */
636 static struct extent_state *clear_state_bit(struct extent_io_tree *tree,
637                                             struct extent_state *state,
638                                             u32 *bits, int wake,
639                                             struct extent_changeset *changeset)
640 {
641         struct extent_state *next;
642         u32 bits_to_clear = *bits & ~EXTENT_CTLBITS;
643         int ret;
644
645         if ((bits_to_clear & EXTENT_DIRTY) && (state->state & EXTENT_DIRTY)) {
646                 u64 range = state->end - state->start + 1;
647                 WARN_ON(range > tree->dirty_bytes);
648                 tree->dirty_bytes -= range;
649         }
650
651         if (tree->private_data && is_data_inode(tree->private_data))
652                 btrfs_clear_delalloc_extent(tree->private_data, state, bits);
653
654         ret = add_extent_changeset(state, bits_to_clear, changeset, 0);
655         BUG_ON(ret < 0);
656         state->state &= ~bits_to_clear;
657         if (wake)
658                 wake_up(&state->wq);
659         if (state->state == 0) {
660                 next = next_state(state);
661                 if (extent_state_in_tree(state)) {
662                         rb_erase(&state->rb_node, &tree->state);
663                         RB_CLEAR_NODE(&state->rb_node);
664                         free_extent_state(state);
665                 } else {
666                         WARN_ON(1);
667                 }
668         } else {
669                 merge_state(tree, state);
670                 next = next_state(state);
671         }
672         return next;
673 }
674
675 static struct extent_state *
676 alloc_extent_state_atomic(struct extent_state *prealloc)
677 {
678         if (!prealloc)
679                 prealloc = alloc_extent_state(GFP_ATOMIC);
680
681         return prealloc;
682 }
683
684 static void extent_io_tree_panic(struct extent_io_tree *tree, int err)
685 {
686         btrfs_panic(tree->fs_info, err,
687         "locking error: extent tree was modified by another thread while locked");
688 }
689
690 /*
691  * clear some bits on a range in the tree.  This may require splitting
692  * or inserting elements in the tree, so the gfp mask is used to
693  * indicate which allocations or sleeping are allowed.
694  *
695  * pass 'wake' == 1 to kick any sleepers, and 'delete' == 1 to remove
696  * the given range from the tree regardless of state (ie for truncate).
697  *
698  * the range [start, end] is inclusive.
699  *
700  * This takes the tree lock, and returns 0 on success and < 0 on error.
701  */
702 int __clear_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
703                        u32 bits, int wake, int delete,
704                        struct extent_state **cached_state,
705                        gfp_t mask, struct extent_changeset *changeset)
706 {
707         struct extent_state *state;
708         struct extent_state *cached;
709         struct extent_state *prealloc = NULL;
710         struct rb_node *node;
711         u64 last_end;
712         int err;
713         int clear = 0;
714
715         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
716         trace_btrfs_clear_extent_bit(tree, start, end - start + 1, bits);
717
718         if (bits & EXTENT_DELALLOC)
719                 bits |= EXTENT_NORESERVE;
720
721         if (delete)
722                 bits |= ~EXTENT_CTLBITS;
723
724         if (bits & (EXTENT_LOCKED | EXTENT_BOUNDARY))
725                 clear = 1;
726 again:
727         if (!prealloc && gfpflags_allow_blocking(mask)) {
728                 /*
729                  * Don't care for allocation failure here because we might end
730                  * up not needing the pre-allocated extent state at all, which
731                  * is the case if we only have in the tree extent states that
732                  * cover our input range and don't cover too any other range.
733                  * If we end up needing a new extent state we allocate it later.
734                  */
735                 prealloc = alloc_extent_state(mask);
736         }
737
738         spin_lock(&tree->lock);
739         if (cached_state) {
740                 cached = *cached_state;
741
742                 if (clear) {
743                         *cached_state = NULL;
744                         cached_state = NULL;
745                 }
746
747                 if (cached && extent_state_in_tree(cached) &&
748                     cached->start <= start && cached->end > start) {
749                         if (clear)
750                                 refcount_dec(&cached->refs);
751                         state = cached;
752                         goto hit_next;
753                 }
754                 if (clear)
755                         free_extent_state(cached);
756         }
757         /*
758          * this search will find the extents that end after
759          * our range starts
760          */
761         node = tree_search(tree, start);
762         if (!node)
763                 goto out;
764         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
765 hit_next:
766         if (state->start > end)
767                 goto out;
768         WARN_ON(state->end < start);
769         last_end = state->end;
770
771         /* the state doesn't have the wanted bits, go ahead */
772         if (!(state->state & bits)) {
773                 state = next_state(state);
774                 goto next;
775         }
776
777         /*
778          *     | ---- desired range ---- |
779          *  | state | or
780          *  | ------------- state -------------- |
781          *
782          * We need to split the extent we found, and may flip
783          * bits on second half.
784          *
785          * If the extent we found extends past our range, we
786          * just split and search again.  It'll get split again
787          * the next time though.
788          *
789          * If the extent we found is inside our range, we clear
790          * the desired bit on it.
791          */
792
793         if (state->start < start) {
794                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
795                 BUG_ON(!prealloc);
796                 err = split_state(tree, state, prealloc, start);
797                 if (err)
798                         extent_io_tree_panic(tree, err);
799
800                 prealloc = NULL;
801                 if (err)
802                         goto out;
803                 if (state->end <= end) {
804                         state = clear_state_bit(tree, state, &bits, wake,
805                                                 changeset);
806                         goto next;
807                 }
808                 goto search_again;
809         }
810         /*
811          * | ---- desired range ---- |
812          *                        | state |
813          * We need to split the extent, and clear the bit
814          * on the first half
815          */
816         if (state->start <= end && state->end > end) {
817                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
818                 BUG_ON(!prealloc);
819                 err = split_state(tree, state, prealloc, end + 1);
820                 if (err)
821                         extent_io_tree_panic(tree, err);
822
823                 if (wake)
824                         wake_up(&state->wq);
825
826                 clear_state_bit(tree, prealloc, &bits, wake, changeset);
827
828                 prealloc = NULL;
829                 goto out;
830         }
831
832         state = clear_state_bit(tree, state, &bits, wake, changeset);
833 next:
834         if (last_end == (u64)-1)
835                 goto out;
836         start = last_end + 1;
837         if (start <= end && state && !need_resched())
838                 goto hit_next;
839
840 search_again:
841         if (start > end)
842                 goto out;
843         spin_unlock(&tree->lock);
844         if (gfpflags_allow_blocking(mask))
845                 cond_resched();
846         goto again;
847
848 out:
849         spin_unlock(&tree->lock);
850         if (prealloc)
851                 free_extent_state(prealloc);
852
853         return 0;
854
855 }
856
857 static void wait_on_state(struct extent_io_tree *tree,
858                           struct extent_state *state)
859                 __releases(tree->lock)
860                 __acquires(tree->lock)
861 {
862         DEFINE_WAIT(wait);
863         prepare_to_wait(&state->wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
864         spin_unlock(&tree->lock);
865         schedule();
866         spin_lock(&tree->lock);
867         finish_wait(&state->wq, &wait);
868 }
869
870 /*
871  * waits for one or more bits to clear on a range in the state tree.
872  * The range [start, end] is inclusive.
873  * The tree lock is taken by this function
874  */
875 static void wait_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
876                             u32 bits)
877 {
878         struct extent_state *state;
879         struct rb_node *node;
880
881         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
882
883         spin_lock(&tree->lock);
884 again:
885         while (1) {
886                 /*
887                  * this search will find all the extents that end after
888                  * our range starts
889                  */
890                 node = tree_search(tree, start);
891 process_node:
892                 if (!node)
893                         break;
894
895                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
896
897                 if (state->start > end)
898                         goto out;
899
900                 if (state->state & bits) {
901                         start = state->start;
902                         refcount_inc(&state->refs);
903                         wait_on_state(tree, state);
904                         free_extent_state(state);
905                         goto again;
906                 }
907                 start = state->end + 1;
908
909                 if (start > end)
910                         break;
911
912                 if (!cond_resched_lock(&tree->lock)) {
913                         node = rb_next(node);
914                         goto process_node;
915                 }
916         }
917 out:
918         spin_unlock(&tree->lock);
919 }
920
921 static void set_state_bits(struct extent_io_tree *tree,
922                            struct extent_state *state,
923                            u32 *bits, struct extent_changeset *changeset)
924 {
925         u32 bits_to_set = *bits & ~EXTENT_CTLBITS;
926         int ret;
927
928         if (tree->private_data && is_data_inode(tree->private_data))
929                 btrfs_set_delalloc_extent(tree->private_data, state, bits);
930
931         if ((bits_to_set & EXTENT_DIRTY) && !(state->state & EXTENT_DIRTY)) {
932                 u64 range = state->end - state->start + 1;
933                 tree->dirty_bytes += range;
934         }
935         ret = add_extent_changeset(state, bits_to_set, changeset, 1);
936         BUG_ON(ret < 0);
937         state->state |= bits_to_set;
938 }
939
940 static void cache_state_if_flags(struct extent_state *state,
941                                  struct extent_state **cached_ptr,
942                                  unsigned flags)
943 {
944         if (cached_ptr && !(*cached_ptr)) {
945                 if (!flags || (state->state & flags)) {
946                         *cached_ptr = state;
947                         refcount_inc(&state->refs);
948                 }
949         }
950 }
951
952 static void cache_state(struct extent_state *state,
953                         struct extent_state **cached_ptr)
954 {
955         return cache_state_if_flags(state, cached_ptr,
956                                     EXTENT_LOCKED | EXTENT_BOUNDARY);
957 }
958
959 /*
960  * set some bits on a range in the tree.  This may require allocations or
961  * sleeping, so the gfp mask is used to indicate what is allowed.
962  *
963  * If any of the exclusive bits are set, this will fail with -EEXIST if some
964  * part of the range already has the desired bits set.  The start of the
965  * existing range is returned in failed_start in this case.
966  *
967  * [start, end] is inclusive This takes the tree lock.
968  */
969 int set_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end, u32 bits,
970                    u32 exclusive_bits, u64 *failed_start,
971                    struct extent_state **cached_state, gfp_t mask,
972                    struct extent_changeset *changeset)
973 {
974         struct extent_state *state;
975         struct extent_state *prealloc = NULL;
976         struct rb_node *node;
977         struct rb_node **p;
978         struct rb_node *parent;
979         int err = 0;
980         u64 last_start;
981         u64 last_end;
982
983         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
984         trace_btrfs_set_extent_bit(tree, start, end - start + 1, bits);
985
986         if (exclusive_bits)
987                 ASSERT(failed_start);
988         else
989                 ASSERT(failed_start == NULL);
990 again:
991         if (!prealloc && gfpflags_allow_blocking(mask)) {
992                 /*
993                  * Don't care for allocation failure here because we might end
994                  * up not needing the pre-allocated extent state at all, which
995                  * is the case if we only have in the tree extent states that
996                  * cover our input range and don't cover too any other range.
997                  * If we end up needing a new extent state we allocate it later.
998                  */
999                 prealloc = alloc_extent_state(mask);
1000         }
1001
1002         spin_lock(&tree->lock);
1003         if (cached_state && *cached_state) {
1004                 state = *cached_state;
1005                 if (state->start <= start && state->end > start &&
1006                     extent_state_in_tree(state)) {
1007                         node = &state->rb_node;
1008                         goto hit_next;
1009                 }
1010         }
1011         /*
1012          * this search will find all the extents that end after
1013          * our range starts.
1014          */
1015         node = tree_search_for_insert(tree, start, &p, &parent);
1016         if (!node) {
1017                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1018                 BUG_ON(!prealloc);
1019                 err = insert_state(tree, prealloc, start, end,
1020                                    &p, &parent, &bits, changeset);
1021                 if (err)
1022                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1023
1024                 cache_state(prealloc, cached_state);
1025                 prealloc = NULL;
1026                 goto out;
1027         }
1028         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1029 hit_next:
1030         last_start = state->start;
1031         last_end = state->end;
1032
1033         /*
1034          * | ---- desired range ---- |
1035          * | state |
1036          *
1037          * Just lock what we found and keep going
1038          */
1039         if (state->start == start && state->end <= end) {
1040                 if (state->state & exclusive_bits) {
1041                         *failed_start = state->start;
1042                         err = -EEXIST;
1043                         goto out;
1044                 }
1045
1046                 set_state_bits(tree, state, &bits, changeset);
1047                 cache_state(state, cached_state);
1048                 merge_state(tree, state);
1049                 if (last_end == (u64)-1)
1050                         goto out;
1051                 start = last_end + 1;
1052                 state = next_state(state);
1053                 if (start < end && state && state->start == start &&
1054                     !need_resched())
1055                         goto hit_next;
1056                 goto search_again;
1057         }
1058
1059         /*
1060          *     | ---- desired range ---- |
1061          * | state |
1062          *   or
1063          * | ------------- state -------------- |
1064          *
1065          * We need to split the extent we found, and may flip bits on
1066          * second half.
1067          *
1068          * If the extent we found extends past our
1069          * range, we just split and search again.  It'll get split
1070          * again the next time though.
1071          *
1072          * If the extent we found is inside our range, we set the
1073          * desired bit on it.
1074          */
1075         if (state->start < start) {
1076                 if (state->state & exclusive_bits) {
1077                         *failed_start = start;
1078                         err = -EEXIST;
1079                         goto out;
1080                 }
1081
1082                 /*
1083                  * If this extent already has all the bits we want set, then
1084                  * skip it, not necessary to split it or do anything with it.
1085                  */
1086                 if ((state->state & bits) == bits) {
1087                         start = state->end + 1;
1088                         cache_state(state, cached_state);
1089                         goto search_again;
1090                 }
1091
1092                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1093                 BUG_ON(!prealloc);
1094                 err = split_state(tree, state, prealloc, start);
1095                 if (err)
1096                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1097
1098                 prealloc = NULL;
1099                 if (err)
1100                         goto out;
1101                 if (state->end <= end) {
1102                         set_state_bits(tree, state, &bits, changeset);
1103                         cache_state(state, cached_state);
1104                         merge_state(tree, state);
1105                         if (last_end == (u64)-1)
1106                                 goto out;
1107                         start = last_end + 1;
1108                         state = next_state(state);
1109                         if (start < end && state && state->start == start &&
1110                             !need_resched())
1111                                 goto hit_next;
1112                 }
1113                 goto search_again;
1114         }
1115         /*
1116          * | ---- desired range ---- |
1117          *     | state | or               | state |
1118          *
1119          * There's a hole, we need to insert something in it and
1120          * ignore the extent we found.
1121          */
1122         if (state->start > start) {
1123                 u64 this_end;
1124                 if (end < last_start)
1125                         this_end = end;
1126                 else
1127                         this_end = last_start - 1;
1128
1129                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1130                 BUG_ON(!prealloc);
1131
1132                 /*
1133                  * Avoid to free 'prealloc' if it can be merged with
1134                  * the later extent.
1135                  */
1136                 err = insert_state(tree, prealloc, start, this_end,
1137                                    NULL, NULL, &bits, changeset);
1138                 if (err)
1139                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1140
1141                 cache_state(prealloc, cached_state);
1142                 prealloc = NULL;
1143                 start = this_end + 1;
1144                 goto search_again;
1145         }
1146         /*
1147          * | ---- desired range ---- |
1148          *                        | state |
1149          * We need to split the extent, and set the bit
1150          * on the first half
1151          */
1152         if (state->start <= end && state->end > end) {
1153                 if (state->state & exclusive_bits) {
1154                         *failed_start = start;
1155                         err = -EEXIST;
1156                         goto out;
1157                 }
1158
1159                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1160                 BUG_ON(!prealloc);
1161                 err = split_state(tree, state, prealloc, end + 1);
1162                 if (err)
1163                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1164
1165                 set_state_bits(tree, prealloc, &bits, changeset);
1166                 cache_state(prealloc, cached_state);
1167                 merge_state(tree, prealloc);
1168                 prealloc = NULL;
1169                 goto out;
1170         }
1171
1172 search_again:
1173         if (start > end)
1174                 goto out;
1175         spin_unlock(&tree->lock);
1176         if (gfpflags_allow_blocking(mask))
1177                 cond_resched();
1178         goto again;
1179
1180 out:
1181         spin_unlock(&tree->lock);
1182         if (prealloc)
1183                 free_extent_state(prealloc);
1184
1185         return err;
1186
1187 }
1188
1189 /**
1190  * convert_extent_bit - convert all bits in a given range from one bit to
1191  *                      another
1192  * @tree:       the io tree to search
1193  * @start:      the start offset in bytes
1194  * @end:        the end offset in bytes (inclusive)
1195  * @bits:       the bits to set in this range
1196  * @clear_bits: the bits to clear in this range
1197  * @cached_state:       state that we're going to cache
1198  *
1199  * This will go through and set bits for the given range.  If any states exist
1200  * already in this range they are set with the given bit and cleared of the
1201  * clear_bits.  This is only meant to be used by things that are mergeable, ie
1202  * converting from say DELALLOC to DIRTY.  This is not meant to be used with
1203  * boundary bits like LOCK.
1204  *
1205  * All allocations are done with GFP_NOFS.
1206  */
1207 int convert_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1208                        u32 bits, u32 clear_bits,
1209                        struct extent_state **cached_state)
1210 {
1211         struct extent_state *state;
1212         struct extent_state *prealloc = NULL;
1213         struct rb_node *node;
1214         struct rb_node **p;
1215         struct rb_node *parent;
1216         int err = 0;
1217         u64 last_start;
1218         u64 last_end;
1219         bool first_iteration = true;
1220
1221         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
1222         trace_btrfs_convert_extent_bit(tree, start, end - start + 1, bits,
1223                                        clear_bits);
1224
1225 again:
1226         if (!prealloc) {
1227                 /*
1228                  * Best effort, don't worry if extent state allocation fails
1229                  * here for the first iteration. We might have a cached state
1230                  * that matches exactly the target range, in which case no
1231                  * extent state allocations are needed. We'll only know this
1232                  * after locking the tree.
1233                  */
1234                 prealloc = alloc_extent_state(GFP_NOFS);
1235                 if (!prealloc && !first_iteration)
1236                         return -ENOMEM;
1237         }
1238
1239         spin_lock(&tree->lock);
1240         if (cached_state && *cached_state) {
1241                 state = *cached_state;
1242                 if (state->start <= start && state->end > start &&
1243                     extent_state_in_tree(state)) {
1244                         node = &state->rb_node;
1245                         goto hit_next;
1246                 }
1247         }
1248
1249         /*
1250          * this search will find all the extents that end after
1251          * our range starts.
1252          */
1253         node = tree_search_for_insert(tree, start, &p, &parent);
1254         if (!node) {
1255                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1256                 if (!prealloc) {
1257                         err = -ENOMEM;
1258                         goto out;
1259                 }
1260                 err = insert_state(tree, prealloc, start, end,
1261                                    &p, &parent, &bits, NULL);
1262                 if (err)
1263                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1264                 cache_state(prealloc, cached_state);
1265                 prealloc = NULL;
1266                 goto out;
1267         }
1268         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1269 hit_next:
1270         last_start = state->start;
1271         last_end = state->end;
1272
1273         /*
1274          * | ---- desired range ---- |
1275          * | state |
1276          *
1277          * Just lock what we found and keep going
1278          */
1279         if (state->start == start && state->end <= end) {
1280                 set_state_bits(tree, state, &bits, NULL);
1281                 cache_state(state, cached_state);
1282                 state = clear_state_bit(tree, state, &clear_bits, 0, NULL);
1283                 if (last_end == (u64)-1)
1284                         goto out;
1285                 start = last_end + 1;
1286                 if (start < end && state && state->start == start &&
1287                     !need_resched())
1288                         goto hit_next;
1289                 goto search_again;
1290         }
1291
1292         /*
1293          *     | ---- desired range ---- |
1294          * | state |
1295          *   or
1296          * | ------------- state -------------- |
1297          *
1298          * We need to split the extent we found, and may flip bits on
1299          * second half.
1300          *
1301          * If the extent we found extends past our
1302          * range, we just split and search again.  It'll get split
1303          * again the next time though.
1304          *
1305          * If the extent we found is inside our range, we set the
1306          * desired bit on it.
1307          */
1308         if (state->start < start) {
1309                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1310                 if (!prealloc) {
1311                         err = -ENOMEM;
1312                         goto out;
1313                 }
1314                 err = split_state(tree, state, prealloc, start);
1315                 if (err)
1316                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1317                 prealloc = NULL;
1318                 if (err)
1319                         goto out;
1320                 if (state->end <= end) {
1321                         set_state_bits(tree, state, &bits, NULL);
1322                         cache_state(state, cached_state);
1323                         state = clear_state_bit(tree, state, &clear_bits, 0,
1324                                                 NULL);
1325                         if (last_end == (u64)-1)
1326                                 goto out;
1327                         start = last_end + 1;
1328                         if (start < end && state && state->start == start &&
1329                             !need_resched())
1330                                 goto hit_next;
1331                 }
1332                 goto search_again;
1333         }
1334         /*
1335          * | ---- desired range ---- |
1336          *     | state | or               | state |
1337          *
1338          * There's a hole, we need to insert something in it and
1339          * ignore the extent we found.
1340          */
1341         if (state->start > start) {
1342                 u64 this_end;
1343                 if (end < last_start)
1344                         this_end = end;
1345                 else
1346                         this_end = last_start - 1;
1347
1348                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1349                 if (!prealloc) {
1350                         err = -ENOMEM;
1351                         goto out;
1352                 }
1353
1354                 /*
1355                  * Avoid to free 'prealloc' if it can be merged with
1356                  * the later extent.
1357                  */
1358                 err = insert_state(tree, prealloc, start, this_end,
1359                                    NULL, NULL, &bits, NULL);
1360                 if (err)
1361                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1362                 cache_state(prealloc, cached_state);
1363                 prealloc = NULL;
1364                 start = this_end + 1;
1365                 goto search_again;
1366         }
1367         /*
1368          * | ---- desired range ---- |
1369          *                        | state |
1370          * We need to split the extent, and set the bit
1371          * on the first half
1372          */
1373         if (state->start <= end && state->end > end) {
1374                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1375                 if (!prealloc) {
1376                         err = -ENOMEM;
1377                         goto out;
1378                 }
1379
1380                 err = split_state(tree, state, prealloc, end + 1);
1381                 if (err)
1382                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1383
1384                 set_state_bits(tree, prealloc, &bits, NULL);
1385                 cache_state(prealloc, cached_state);
1386                 clear_state_bit(tree, prealloc, &clear_bits, 0, NULL);
1387                 prealloc = NULL;
1388                 goto out;
1389         }
1390
1391 search_again:
1392         if (start > end)
1393                 goto out;
1394         spin_unlock(&tree->lock);
1395         cond_resched();
1396         first_iteration = false;
1397         goto again;
1398
1399 out:
1400         spin_unlock(&tree->lock);
1401         if (prealloc)
1402                 free_extent_state(prealloc);
1403
1404         return err;
1405 }
1406
1407 /* wrappers around set/clear extent bit */
1408 int set_record_extent_bits(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1409                            u32 bits, struct extent_changeset *changeset)
1410 {
1411         /*
1412          * We don't support EXTENT_LOCKED yet, as current changeset will
1413          * record any bits changed, so for EXTENT_LOCKED case, it will
1414          * either fail with -EEXIST or changeset will record the whole
1415          * range.
1416          */
1417         BUG_ON(bits & EXTENT_LOCKED);
1418
1419         return set_extent_bit(tree, start, end, bits, 0, NULL, NULL, GFP_NOFS,
1420                               changeset);
1421 }
1422
1423 int set_extent_bits_nowait(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1424                            u32 bits)
1425 {
1426         return set_extent_bit(tree, start, end, bits, 0, NULL, NULL,
1427                               GFP_NOWAIT, NULL);
1428 }
1429
1430 int clear_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1431                      u32 bits, int wake, int delete,
1432                      struct extent_state **cached)
1433 {
1434         return __clear_extent_bit(tree, start, end, bits, wake, delete,
1435                                   cached, GFP_NOFS, NULL);
1436 }
1437
1438 int clear_record_extent_bits(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1439                 u32 bits, struct extent_changeset *changeset)
1440 {
1441         /*
1442          * Don't support EXTENT_LOCKED case, same reason as
1443          * set_record_extent_bits().
1444          */
1445         BUG_ON(bits & EXTENT_LOCKED);
1446
1447         return __clear_extent_bit(tree, start, end, bits, 0, 0, NULL, GFP_NOFS,
1448                                   changeset);
1449 }
1450
1451 /*
1452  * either insert or lock state struct between start and end use mask to tell
1453  * us if waiting is desired.
1454  */
1455 int lock_extent_bits(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1456                      struct extent_state **cached_state)
1457 {
1458         int err;
1459         u64 failed_start;
1460
1461         while (1) {
1462                 err = set_extent_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED,
1463                                      EXTENT_LOCKED, &failed_start,
1464                                      cached_state, GFP_NOFS, NULL);
1465                 if (err == -EEXIST) {
1466                         wait_extent_bit(tree, failed_start, end, EXTENT_LOCKED);
1467                         start = failed_start;
1468                 } else
1469                         break;
1470                 WARN_ON(start > end);
1471         }
1472         return err;
1473 }
1474
1475 int try_lock_extent(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end)
1476 {
1477         int err;
1478         u64 failed_start;
1479
1480         err = set_extent_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED, EXTENT_LOCKED,
1481                              &failed_start, NULL, GFP_NOFS, NULL);
1482         if (err == -EEXIST) {
1483                 if (failed_start > start)
1484                         clear_extent_bit(tree, start, failed_start - 1,
1485                                          EXTENT_LOCKED, 1, 0, NULL);
1486                 return 0;
1487         }
1488         return 1;
1489 }
1490
1491 void extent_range_clear_dirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
1492 {
1493         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
1494         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1495         struct page *page;
1496
1497         while (index <= end_index) {
1498                 page = find_get_page(inode->i_mapping, index);
1499                 BUG_ON(!page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
1500                 clear_page_dirty_for_io(page);
1501                 put_page(page);
1502                 index++;
1503         }
1504 }
1505
1506 void extent_range_redirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
1507 {
1508         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
1509         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1510         struct page *page;
1511
1512         while (index <= end_index) {
1513                 page = find_get_page(inode->i_mapping, index);
1514                 BUG_ON(!page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
1515                 __set_page_dirty_nobuffers(page);
1516                 account_page_redirty(page);
1517                 put_page(page);
1518                 index++;
1519         }
1520 }
1521
1522 /* find the first state struct with 'bits' set after 'start', and
1523  * return it.  tree->lock must be held.  NULL will returned if
1524  * nothing was found after 'start'
1525  */
1526 static struct extent_state *
1527 find_first_extent_bit_state(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u32 bits)
1528 {
1529         struct rb_node *node;
1530         struct extent_state *state;
1531
1532         /*
1533          * this search will find all the extents that end after
1534          * our range starts.
1535          */
1536         node = tree_search(tree, start);
1537         if (!node)
1538                 goto out;
1539
1540         while (1) {
1541                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1542                 if (state->end >= start && (state->state & bits))
1543                         return state;
1544
1545                 node = rb_next(node);
1546                 if (!node)
1547                         break;
1548         }
1549 out:
1550         return NULL;
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Find the first offset in the io tree with one or more @bits set.
1555  *
1556  * Note: If there are multiple bits set in @bits, any of them will match.
1557  *
1558  * Return 0 if we find something, and update @start_ret and @end_ret.
1559  * Return 1 if we found nothing.
1560  */
1561 int find_first_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
1562                           u64 *start_ret, u64 *end_ret, u32 bits,
1563                           struct extent_state **cached_state)
1564 {
1565         struct extent_state *state;
1566         int ret = 1;
1567
1568         spin_lock(&tree->lock);
1569         if (cached_state && *cached_state) {
1570                 state = *cached_state;
1571                 if (state->end == start - 1 && extent_state_in_tree(state)) {
1572                         while ((state = next_state(state)) != NULL) {
1573                                 if (state->state & bits)
1574                                         goto got_it;
1575                         }
1576                         free_extent_state(*cached_state);
1577                         *cached_state = NULL;
1578                         goto out;
1579                 }
1580                 free_extent_state(*cached_state);
1581                 *cached_state = NULL;
1582         }
1583
1584         state = find_first_extent_bit_state(tree, start, bits);
1585 got_it:
1586         if (state) {
1587                 cache_state_if_flags(state, cached_state, 0);
1588                 *start_ret = state->start;
1589                 *end_ret = state->end;
1590                 ret = 0;
1591         }
1592 out:
1593         spin_unlock(&tree->lock);
1594         return ret;
1595 }
1596
1597 /**
1598  * Find a contiguous area of bits
1599  *
1600  * @tree:      io tree to check
1601  * @start:     offset to start the search from
1602  * @start_ret: the first offset we found with the bits set
1603  * @end_ret:   the final contiguous range of the bits that were set
1604  * @bits:      bits to look for
1605  *
1606  * set_extent_bit and clear_extent_bit can temporarily split contiguous ranges
1607  * to set bits appropriately, and then merge them again.  During this time it
1608  * will drop the tree->lock, so use this helper if you want to find the actual
1609  * contiguous area for given bits.  We will search to the first bit we find, and
1610  * then walk down the tree until we find a non-contiguous area.  The area
1611  * returned will be the full contiguous area with the bits set.
1612  */
1613 int find_contiguous_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
1614                                u64 *start_ret, u64 *end_ret, u32 bits)
1615 {
1616         struct extent_state *state;
1617         int ret = 1;
1618
1619         spin_lock(&tree->lock);
1620         state = find_first_extent_bit_state(tree, start, bits);
1621         if (state) {
1622                 *start_ret = state->start;
1623                 *end_ret = state->end;
1624                 while ((state = next_state(state)) != NULL) {
1625                         if (state->start > (*end_ret + 1))
1626                                 break;
1627                         *end_ret = state->end;
1628                 }
1629                 ret = 0;
1630         }
1631         spin_unlock(&tree->lock);
1632         return ret;
1633 }
1634
1635 /**
1636  * Find the first range that has @bits not set. This range could start before
1637  * @start.
1638  *
1639  * @tree:      the tree to search
1640  * @start:     offset at/after which the found extent should start
1641  * @start_ret: records the beginning of the range
1642  * @end_ret:   records the end of the range (inclusive)
1643  * @bits:      the set of bits which must be unset
1644  *
1645  * Since unallocated range is also considered one which doesn't have the bits
1646  * set it's possible that @end_ret contains -1, this happens in case the range
1647  * spans (last_range_end, end of device]. In this case it's up to the caller to
1648  * trim @end_ret to the appropriate size.
1649  */
1650 void find_first_clear_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
1651                                  u64 *start_ret, u64 *end_ret, u32 bits)
1652 {
1653         struct extent_state *state;
1654         struct rb_node *node, *prev = NULL, *next;
1655
1656         spin_lock(&tree->lock);
1657
1658         /* Find first extent with bits cleared */
1659         while (1) {
1660                 node = __etree_search(tree, start, &next, &prev, NULL, NULL);
1661                 if (!node && !next && !prev) {
1662                         /*
1663                          * Tree is completely empty, send full range and let
1664                          * caller deal with it
1665                          */
1666                         *start_ret = 0;
1667                         *end_ret = -1;
1668                         goto out;
1669                 } else if (!node && !next) {
1670                         /*
1671                          * We are past the last allocated chunk, set start at
1672                          * the end of the last extent.
1673                          */
1674                         state = rb_entry(prev, struct extent_state, rb_node);
1675                         *start_ret = state->end + 1;
1676                         *end_ret = -1;
1677                         goto out;
1678                 } else if (!node) {
1679                         node = next;
1680                 }
1681                 /*
1682                  * At this point 'node' either contains 'start' or start is
1683                  * before 'node'
1684                  */
1685                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1686
1687                 if (in_range(start, state->start, state->end - state->start + 1)) {
1688                         if (state->state & bits) {
1689                                 /*
1690                                  * |--range with bits sets--|
1691                                  *    |
1692                                  *    start
1693                                  */
1694                                 start = state->end + 1;
1695                         } else {
1696                                 /*
1697                                  * 'start' falls within a range that doesn't
1698                                  * have the bits set, so take its start as
1699                                  * the beginning of the desired range
1700                                  *
1701                                  * |--range with bits cleared----|
1702                                  *      |
1703                                  *      start
1704                                  */
1705                                 *start_ret = state->start;
1706                                 break;
1707                         }
1708                 } else {
1709                         /*
1710                          * |---prev range---|---hole/unset---|---node range---|
1711                          *                          |
1712                          *                        start
1713                          *
1714                          *                        or
1715                          *
1716                          * |---hole/unset--||--first node--|
1717                          * 0   |
1718                          *    start
1719                          */
1720                         if (prev) {
1721                                 state = rb_entry(prev, struct extent_state,
1722                                                  rb_node);
1723                                 *start_ret = state->end + 1;
1724                         } else {
1725                                 *start_ret = 0;
1726                         }
1727                         break;
1728                 }
1729         }
1730
1731         /*
1732          * Find the longest stretch from start until an entry which has the
1733          * bits set
1734          */
1735         while (1) {
1736                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1737                 if (state->end >= start && !(state->state & bits)) {
1738                         *end_ret = state->end;
1739                 } else {
1740                         *end_ret = state->start - 1;
1741                         break;
1742                 }
1743
1744                 node = rb_next(node);
1745                 if (!node)
1746                         break;
1747         }
1748 out:
1749         spin_unlock(&tree->lock);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * find a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, not
1754  * more than 'max_bytes'.  start and end are used to return the range,
1755  *
1756  * true is returned if we find something, false if nothing was in the tree
1757  */
1758 bool btrfs_find_delalloc_range(struct extent_io_tree *tree, u64 *start,
1759                                u64 *end, u64 max_bytes,
1760                                struct extent_state **cached_state)
1761 {
1762         struct rb_node *node;
1763         struct extent_state *state;
1764         u64 cur_start = *start;
1765         bool found = false;
1766         u64 total_bytes = 0;
1767
1768         spin_lock(&tree->lock);
1769
1770         /*
1771          * this search will find all the extents that end after
1772          * our range starts.
1773          */
1774         node = tree_search(tree, cur_start);
1775         if (!node) {
1776                 *end = (u64)-1;
1777                 goto out;
1778         }
1779
1780         while (1) {
1781                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1782                 if (found && (state->start != cur_start ||
1783                               (state->state & EXTENT_BOUNDARY))) {
1784                         goto out;
1785                 }
1786                 if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC)) {
1787                         if (!found)
1788                                 *end = state->end;
1789                         goto out;
1790                 }
1791                 if (!found) {
1792                         *start = state->start;
1793                         *cached_state = state;
1794                         refcount_inc(&state->refs);
1795                 }
1796                 found = true;
1797                 *end = state->end;
1798                 cur_start = state->end + 1;
1799                 node = rb_next(node);
1800                 total_bytes += state->end - state->start + 1;
1801                 if (total_bytes >= max_bytes)
1802                         break;
1803                 if (!node)
1804                         break;
1805         }
1806 out:
1807         spin_unlock(&tree->lock);
1808         return found;
1809 }
1810
1811 /*
1812  * Process one page for __process_pages_contig().
1813  *
1814  * Return >0 if we hit @page == @locked_page.
1815  * Return 0 if we updated the page status.
1816  * Return -EGAIN if the we need to try again.
1817  * (For PAGE_LOCK case but got dirty page or page not belong to mapping)
1818  */
1819 static int process_one_page(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1820                             struct address_space *mapping,
1821                             struct page *page, struct page *locked_page,
1822                             unsigned long page_ops, u64 start, u64 end)
1823 {
1824         u32 len;
1825
1826         ASSERT(end + 1 - start != 0 && end + 1 - start < U32_MAX);
1827         len = end + 1 - start;
1828
1829         if (page_ops & PAGE_SET_ORDERED)
1830                 btrfs_page_clamp_set_ordered(fs_info, page, start, len);
1831         if (page_ops & PAGE_SET_ERROR)
1832                 btrfs_page_clamp_set_error(fs_info, page, start, len);
1833         if (page_ops & PAGE_START_WRITEBACK) {
1834                 btrfs_page_clamp_clear_dirty(fs_info, page, start, len);
1835                 btrfs_page_clamp_set_writeback(fs_info, page, start, len);
1836         }
1837         if (page_ops & PAGE_END_WRITEBACK)
1838                 btrfs_page_clamp_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
1839
1840         if (page == locked_page)
1841                 return 1;
1842
1843         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
1844                 int ret;
1845
1846                 ret = btrfs_page_start_writer_lock(fs_info, page, start, len);
1847                 if (ret)
1848                         return ret;
1849                 if (!PageDirty(page) || page->mapping != mapping) {
1850                         btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
1851                         return -EAGAIN;
1852                 }
1853         }
1854         if (page_ops & PAGE_UNLOCK)
1855                 btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
1856         return 0;
1857 }
1858
1859 static int __process_pages_contig(struct address_space *mapping,
1860                                   struct page *locked_page,
1861                                   u64 start, u64 end, unsigned long page_ops,
1862                                   u64 *processed_end)
1863 {
1864         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(mapping->host->i_sb);
1865         pgoff_t start_index = start >> PAGE_SHIFT;
1866         pgoff_t end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1867         pgoff_t index = start_index;
1868         unsigned long nr_pages = end_index - start_index + 1;
1869         unsigned long pages_processed = 0;
1870         struct page *pages[16];
1871         int err = 0;
1872         int i;
1873
1874         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
1875                 ASSERT(page_ops == PAGE_LOCK);
1876                 ASSERT(processed_end && *processed_end == start);
1877         }
1878
1879         if ((page_ops & PAGE_SET_ERROR) && nr_pages > 0)
1880                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
1881
1882         while (nr_pages > 0) {
1883                 int found_pages;
1884
1885                 found_pages = find_get_pages_contig(mapping, index,
1886                                      min_t(unsigned long,
1887                                      nr_pages, ARRAY_SIZE(pages)), pages);
1888                 if (found_pages == 0) {
1889                         /*
1890                          * Only if we're going to lock these pages, we can find
1891                          * nothing at @index.
1892                          */
1893                         ASSERT(page_ops & PAGE_LOCK);
1894                         err = -EAGAIN;
1895                         goto out;
1896                 }
1897
1898                 for (i = 0; i < found_pages; i++) {
1899                         int process_ret;
1900
1901                         process_ret = process_one_page(fs_info, mapping,
1902                                         pages[i], locked_page, page_ops,
1903                                         start, end);
1904                         if (process_ret < 0) {
1905                                 for (; i < found_pages; i++)
1906                                         put_page(pages[i]);
1907                                 err = -EAGAIN;
1908                                 goto out;
1909                         }
1910                         put_page(pages[i]);
1911                         pages_processed++;
1912                 }
1913                 nr_pages -= found_pages;
1914                 index += found_pages;
1915                 cond_resched();
1916         }
1917 out:
1918         if (err && processed_end) {
1919                 /*
1920                  * Update @processed_end. I know this is awful since it has
1921                  * two different return value patterns (inclusive vs exclusive).
1922                  *
1923                  * But the exclusive pattern is necessary if @start is 0, or we
1924                  * underflow and check against processed_end won't work as
1925                  * expected.
1926                  */
1927                 if (pages_processed)
1928                         *processed_end = min(end,
1929                         ((u64)(start_index + pages_processed) << PAGE_SHIFT) - 1);
1930                 else
1931                         *processed_end = start;
1932         }
1933         return err;
1934 }
1935
1936 static noinline void __unlock_for_delalloc(struct inode *inode,
1937                                            struct page *locked_page,
1938                                            u64 start, u64 end)
1939 {
1940         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
1941         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1942
1943         ASSERT(locked_page);
1944         if (index == locked_page->index && end_index == index)
1945                 return;
1946
1947         __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, start, end,
1948                                PAGE_UNLOCK, NULL);
1949 }
1950
1951 static noinline int lock_delalloc_pages(struct inode *inode,
1952                                         struct page *locked_page,
1953                                         u64 delalloc_start,
1954                                         u64 delalloc_end)
1955 {
1956         unsigned long index = delalloc_start >> PAGE_SHIFT;
1957         unsigned long end_index = delalloc_end >> PAGE_SHIFT;
1958         u64 processed_end = delalloc_start;
1959         int ret;
1960
1961         ASSERT(locked_page);
1962         if (index == locked_page->index && index == end_index)
1963                 return 0;
1964
1965         ret = __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, delalloc_start,
1966                                      delalloc_end, PAGE_LOCK, &processed_end);
1967         if (ret == -EAGAIN && processed_end > delalloc_start)
1968                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page, delalloc_start,
1969                                       processed_end);
1970         return ret;
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Find and lock a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, no
1975  * more than @max_bytes.  @Start and @end are used to return the range,
1976  *
1977  * Return: true if we find something
1978  *         false if nothing was in the tree
1979  */
1980 EXPORT_FOR_TESTS
1981 noinline_for_stack bool find_lock_delalloc_range(struct inode *inode,
1982                                     struct page *locked_page, u64 *start,
1983                                     u64 *end)
1984 {
1985         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
1986         u64 max_bytes = BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE;
1987         u64 delalloc_start;
1988         u64 delalloc_end;
1989         bool found;
1990         struct extent_state *cached_state = NULL;
1991         int ret;
1992         int loops = 0;
1993
1994 again:
1995         /* step one, find a bunch of delalloc bytes starting at start */
1996         delalloc_start = *start;
1997         delalloc_end = 0;
1998         found = btrfs_find_delalloc_range(tree, &delalloc_start, &delalloc_end,
1999                                           max_bytes, &cached_state);
2000         if (!found || delalloc_end <= *start) {
2001                 *start = delalloc_start;
2002                 *end = delalloc_end;
2003                 free_extent_state(cached_state);
2004                 return false;
2005         }
2006
2007         /*
2008          * start comes from the offset of locked_page.  We have to lock
2009          * pages in order, so we can't process delalloc bytes before
2010          * locked_page
2011          */
2012         if (delalloc_start < *start)
2013                 delalloc_start = *start;
2014
2015         /*
2016          * make sure to limit the number of pages we try to lock down
2017          */
2018         if (delalloc_end + 1 - delalloc_start > max_bytes)
2019                 delalloc_end = delalloc_start + max_bytes - 1;
2020
2021         /* step two, lock all the pages after the page that has start */
2022         ret = lock_delalloc_pages(inode, locked_page,
2023                                   delalloc_start, delalloc_end);
2024         ASSERT(!ret || ret == -EAGAIN);
2025         if (ret == -EAGAIN) {
2026                 /* some of the pages are gone, lets avoid looping by
2027                  * shortening the size of the delalloc range we're searching
2028                  */
2029                 free_extent_state(cached_state);
2030                 cached_state = NULL;
2031                 if (!loops) {
2032                         max_bytes = PAGE_SIZE;
2033                         loops = 1;
2034                         goto again;
2035                 } else {
2036                         found = false;
2037                         goto out_failed;
2038                 }
2039         }
2040
2041         /* step three, lock the state bits for the whole range */
2042         lock_extent_bits(tree, delalloc_start, delalloc_end, &cached_state);
2043
2044         /* then test to make sure it is all still delalloc */
2045         ret = test_range_bit(tree, delalloc_start, delalloc_end,
2046                              EXTENT_DELALLOC, 1, cached_state);
2047         if (!ret) {
2048                 unlock_extent_cached(tree, delalloc_start, delalloc_end,
2049                                      &cached_state);
2050                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page,
2051                               delalloc_start, delalloc_end);
2052                 cond_resched();
2053                 goto again;
2054         }
2055         free_extent_state(cached_state);
2056         *start = delalloc_start;
2057         *end = delalloc_end;
2058 out_failed:
2059         return found;
2060 }
2061
2062 void extent_clear_unlock_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2063                                   struct page *locked_page,
2064                                   u32 clear_bits, unsigned long page_ops)
2065 {
2066         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits, 1, 0, NULL);
2067
2068         __process_pages_contig(inode->vfs_inode.i_mapping, locked_page,
2069                                start, end, page_ops, NULL);
2070 }
2071
2072 /*
2073  * count the number of bytes in the tree that have a given bit(s)
2074  * set.  This can be fairly slow, except for EXTENT_DIRTY which is
2075  * cached.  The total number found is returned.
2076  */
2077 u64 count_range_bits(struct extent_io_tree *tree,
2078                      u64 *start, u64 search_end, u64 max_bytes,
2079                      u32 bits, int contig)
2080 {
2081         struct rb_node *node;
2082         struct extent_state *state;
2083         u64 cur_start = *start;
2084         u64 total_bytes = 0;
2085         u64 last = 0;
2086         int found = 0;
2087
2088         if (WARN_ON(search_end <= cur_start))
2089                 return 0;
2090
2091         spin_lock(&tree->lock);
2092         if (cur_start == 0 && bits == EXTENT_DIRTY) {
2093                 total_bytes = tree->dirty_bytes;
2094                 goto out;
2095         }
2096         /*
2097          * this search will find all the extents that end after
2098          * our range starts.
2099          */
2100         node = tree_search(tree, cur_start);
2101         if (!node)
2102                 goto out;
2103
2104         while (1) {
2105                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2106                 if (state->start > search_end)
2107                         break;
2108                 if (contig && found && state->start > last + 1)
2109                         break;
2110                 if (state->end >= cur_start && (state->state & bits) == bits) {
2111                         total_bytes += min(search_end, state->end) + 1 -
2112                                        max(cur_start, state->start);
2113                         if (total_bytes >= max_bytes)
2114                                 break;
2115                         if (!found) {
2116                                 *start = max(cur_start, state->start);
2117                                 found = 1;
2118                         }
2119                         last = state->end;
2120                 } else if (contig && found) {
2121                         break;
2122                 }
2123                 node = rb_next(node);
2124                 if (!node)
2125                         break;
2126         }
2127 out:
2128         spin_unlock(&tree->lock);
2129         return total_bytes;
2130 }
2131
2132 /*
2133  * set the private field for a given byte offset in the tree.  If there isn't
2134  * an extent_state there already, this does nothing.
2135  */
2136 int set_state_failrec(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
2137                       struct io_failure_record *failrec)
2138 {
2139         struct rb_node *node;
2140         struct extent_state *state;
2141         int ret = 0;
2142
2143         spin_lock(&tree->lock);
2144         /*
2145          * this search will find all the extents that end after
2146          * our range starts.
2147          */
2148         node = tree_search(tree, start);
2149         if (!node) {
2150                 ret = -ENOENT;
2151                 goto out;
2152         }
2153         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2154         if (state->start != start) {
2155                 ret = -ENOENT;
2156                 goto out;
2157         }
2158         state->failrec = failrec;
2159 out:
2160         spin_unlock(&tree->lock);
2161         return ret;
2162 }
2163
2164 struct io_failure_record *get_state_failrec(struct extent_io_tree *tree, u64 start)
2165 {
2166         struct rb_node *node;
2167         struct extent_state *state;
2168         struct io_failure_record *failrec;
2169
2170         spin_lock(&tree->lock);
2171         /*
2172          * this search will find all the extents that end after
2173          * our range starts.
2174          */
2175         node = tree_search(tree, start);
2176         if (!node) {
2177                 failrec = ERR_PTR(-ENOENT);
2178                 goto out;
2179         }
2180         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2181         if (state->start != start) {
2182                 failrec = ERR_PTR(-ENOENT);
2183                 goto out;
2184         }
2185
2186         failrec = state->failrec;
2187 out:
2188         spin_unlock(&tree->lock);
2189         return failrec;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * searches a range in the state tree for a given mask.
2194  * If 'filled' == 1, this returns 1 only if every extent in the tree
2195  * has the bits set.  Otherwise, 1 is returned if any bit in the
2196  * range is found set.
2197  */
2198 int test_range_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
2199                    u32 bits, int filled, struct extent_state *cached)
2200 {
2201         struct extent_state *state = NULL;
2202         struct rb_node *node;
2203         int bitset = 0;
2204
2205         spin_lock(&tree->lock);
2206         if (cached && extent_state_in_tree(cached) && cached->start <= start &&
2207             cached->end > start)
2208                 node = &cached->rb_node;
2209         else
2210                 node = tree_search(tree, start);
2211         while (node && start <= end) {
2212                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2213
2214                 if (filled && state->start > start) {
2215                         bitset = 0;
2216                         break;
2217                 }
2218
2219                 if (state->start > end)
2220                         break;
2221
2222                 if (state->state & bits) {
2223                         bitset = 1;
2224                         if (!filled)
2225                                 break;
2226                 } else if (filled) {
2227                         bitset = 0;
2228                         break;
2229                 }
2230
2231                 if (state->end == (u64)-1)
2232                         break;
2233
2234                 start = state->end + 1;
2235                 if (start > end)
2236                         break;
2237                 node = rb_next(node);
2238                 if (!node) {
2239                         if (filled)
2240                                 bitset = 0;
2241                         break;
2242                 }
2243         }
2244         spin_unlock(&tree->lock);
2245         return bitset;
2246 }
2247
2248 /*
2249  * helper function to set a given page up to date if all the
2250  * extents in the tree for that page are up to date
2251  */
2252 static void check_page_uptodate(struct extent_io_tree *tree, struct page *page)
2253 {
2254         u64 start = page_offset(page);
2255         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
2256         if (test_range_bit(tree, start, end, EXTENT_UPTODATE, 1, NULL))
2257                 SetPageUptodate(page);
2258 }
2259
2260 int free_io_failure(struct extent_io_tree *failure_tree,
2261                     struct extent_io_tree *io_tree,
2262                     struct io_failure_record *rec)
2263 {
2264         int ret;
2265         int err = 0;
2266
2267         set_state_failrec(failure_tree, rec->start, NULL);
2268         ret = clear_extent_bits(failure_tree, rec->start,
2269                                 rec->start + rec->len - 1,
2270                                 EXTENT_LOCKED | EXTENT_DIRTY);
2271         if (ret)
2272                 err = ret;
2273
2274         ret = clear_extent_bits(io_tree, rec->start,
2275                                 rec->start + rec->len - 1,
2276                                 EXTENT_DAMAGED);
2277         if (ret && !err)
2278                 err = ret;
2279
2280         kfree(rec);
2281         return err;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * this bypasses the standard btrfs submit functions deliberately, as
2286  * the standard behavior is to write all copies in a raid setup. here we only
2287  * want to write the one bad copy. so we do the mapping for ourselves and issue
2288  * submit_bio directly.
2289  * to avoid any synchronization issues, wait for the data after writing, which
2290  * actually prevents the read that triggered the error from finishing.
2291  * currently, there can be no more than two copies of every data bit. thus,
2292  * exactly one rewrite is required.
2293  */
2294 int repair_io_failure(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 ino, u64 start,
2295                       u64 length, u64 logical, struct page *page,
2296                       unsigned int pg_offset, int mirror_num)
2297 {
2298         struct bio *bio;
2299         struct btrfs_device *dev;
2300         u64 map_length = 0;
2301         u64 sector;
2302         struct btrfs_bio *bbio = NULL;
2303         int ret;
2304
2305         ASSERT(!(fs_info->sb->s_flags & SB_RDONLY));
2306         BUG_ON(!mirror_num);
2307
2308         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
2309                 return btrfs_repair_one_zone(fs_info, logical);
2310
2311         bio = btrfs_io_bio_alloc(1);
2312         bio->bi_iter.bi_size = 0;
2313         map_length = length;
2314
2315         /*
2316          * Avoid races with device replace and make sure our bbio has devices
2317          * associated to its stripes that don't go away while we are doing the
2318          * read repair operation.
2319          */
2320         btrfs_bio_counter_inc_blocked(fs_info);
2321         if (btrfs_is_parity_mirror(fs_info, logical, length)) {
2322                 /*
2323                  * Note that we don't use BTRFS_MAP_WRITE because it's supposed
2324                  * to update all raid stripes, but here we just want to correct
2325                  * bad stripe, thus BTRFS_MAP_READ is abused to only get the bad
2326                  * stripe's dev and sector.
2327                  */
2328                 ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_READ, logical,
2329                                       &map_length, &bbio, 0);
2330                 if (ret) {
2331                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2332                         bio_put(bio);
2333                         return -EIO;
2334                 }
2335                 ASSERT(bbio->mirror_num == 1);
2336         } else {
2337                 ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical,
2338                                       &map_length, &bbio, mirror_num);
2339                 if (ret) {
2340                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2341                         bio_put(bio);
2342                         return -EIO;
2343                 }
2344                 BUG_ON(mirror_num != bbio->mirror_num);
2345         }
2346
2347         sector = bbio->stripes[bbio->mirror_num - 1].physical >> 9;
2348         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
2349         dev = bbio->stripes[bbio->mirror_num - 1].dev;
2350         btrfs_put_bbio(bbio);
2351         if (!dev || !dev->bdev ||
2352             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &dev->dev_state)) {
2353                 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2354                 bio_put(bio);
2355                 return -EIO;
2356         }
2357         bio_set_dev(bio, dev->bdev);
2358         bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC;
2359         bio_add_page(bio, page, length, pg_offset);
2360
2361         if (btrfsic_submit_bio_wait(bio)) {
2362                 /* try to remap that extent elsewhere? */
2363                 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2364                 bio_put(bio);
2365                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS);
2366                 return -EIO;
2367         }
2368
2369         btrfs_info_rl_in_rcu(fs_info,
2370                 "read error corrected: ino %llu off %llu (dev %s sector %llu)",
2371                                   ino, start,
2372                                   rcu_str_deref(dev->name), sector);
2373         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2374         bio_put(bio);
2375         return 0;
2376 }
2377
2378 int btrfs_repair_eb_io_failure(const struct extent_buffer *eb, int mirror_num)
2379 {
2380         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
2381         u64 start = eb->start;
2382         int i, num_pages = num_extent_pages(eb);
2383         int ret = 0;
2384
2385         if (sb_rdonly(fs_info->sb))
2386                 return -EROFS;
2387
2388         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
2389                 struct page *p = eb->pages[i];
2390
2391                 ret = repair_io_failure(fs_info, 0, start, PAGE_SIZE, start, p,
2392                                         start - page_offset(p), mirror_num);
2393                 if (ret)
2394                         break;
2395                 start += PAGE_SIZE;
2396         }
2397
2398         return ret;
2399 }
2400
2401 /*
2402  * each time an IO finishes, we do a fast check in the IO failure tree
2403  * to see if we need to process or clean up an io_failure_record
2404  */
2405 int clean_io_failure(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2406                      struct extent_io_tree *failure_tree,
2407                      struct extent_io_tree *io_tree, u64 start,
2408                      struct page *page, u64 ino, unsigned int pg_offset)
2409 {
2410         u64 private;
2411         struct io_failure_record *failrec;
2412         struct extent_state *state;
2413         int num_copies;
2414         int ret;
2415
2416         private = 0;
2417         ret = count_range_bits(failure_tree, &private, (u64)-1, 1,
2418                                EXTENT_DIRTY, 0);
2419         if (!ret)
2420                 return 0;
2421
2422         failrec = get_state_failrec(failure_tree, start);
2423         if (IS_ERR(failrec))
2424                 return 0;
2425
2426         BUG_ON(!failrec->this_mirror);
2427
2428         if (sb_rdonly(fs_info->sb))
2429                 goto out;
2430
2431         spin_lock(&io_tree->lock);
2432         state = find_first_extent_bit_state(io_tree,
2433                                             failrec->start,
2434                                             EXTENT_LOCKED);
2435         spin_unlock(&io_tree->lock);
2436
2437         if (state && state->start <= failrec->start &&
2438             state->end >= failrec->start + failrec->len - 1) {
2439                 num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, failrec->logical,
2440                                               failrec->len);
2441                 if (num_copies > 1)  {
2442                         repair_io_failure(fs_info, ino, start, failrec->len,
2443                                           failrec->logical, page, pg_offset,
2444                                           failrec->failed_mirror);
2445                 }
2446         }
2447
2448 out:
2449         free_io_failure(failure_tree, io_tree, failrec);
2450
2451         return 0;
2452 }
2453
2454 /*
2455  * Can be called when
2456  * - hold extent lock
2457  * - under ordered extent
2458  * - the inode is freeing
2459  */
2460 void btrfs_free_io_failure_record(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2461 {
2462         struct extent_io_tree *failure_tree = &inode->io_failure_tree;
2463         struct io_failure_record *failrec;
2464         struct extent_state *state, *next;
2465
2466         if (RB_EMPTY_ROOT(&failure_tree->state))
2467                 return;
2468
2469         spin_lock(&failure_tree->lock);
2470         state = find_first_extent_bit_state(failure_tree, start, EXTENT_DIRTY);
2471         while (state) {
2472                 if (state->start > end)
2473                         break;
2474
2475                 ASSERT(state->end <= end);
2476
2477                 next = next_state(state);
2478
2479                 failrec = state->failrec;
2480                 free_extent_state(state);
2481                 kfree(failrec);
2482
2483                 state = next;
2484         }
2485         spin_unlock(&failure_tree->lock);
2486 }
2487
2488 static struct io_failure_record *btrfs_get_io_failure_record(struct inode *inode,
2489                                                              u64 start)
2490 {
2491         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2492         struct io_failure_record *failrec;
2493         struct extent_map *em;
2494         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
2495         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
2496         struct extent_map_tree *em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
2497         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2498         int ret;
2499         u64 logical;
2500
2501         failrec = get_state_failrec(failure_tree, start);
2502         if (!IS_ERR(failrec)) {
2503                 btrfs_debug(fs_info,
2504         "Get IO Failure Record: (found) logical=%llu, start=%llu, len=%llu",
2505                         failrec->logical, failrec->start, failrec->len);
2506                 /*
2507                  * when data can be on disk more than twice, add to failrec here
2508                  * (e.g. with a list for failed_mirror) to make
2509                  * clean_io_failure() clean all those errors at once.
2510                  */
2511
2512                 return failrec;
2513         }
2514
2515         failrec = kzalloc(sizeof(*failrec), GFP_NOFS);
2516         if (!failrec)
2517                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2518
2519         failrec->start = start;
2520         failrec->len = sectorsize;
2521         failrec->this_mirror = 0;
2522         failrec->bio_flags = 0;
2523
2524         read_lock(&em_tree->lock);
2525         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, failrec->len);
2526         if (!em) {
2527                 read_unlock(&em_tree->lock);
2528                 kfree(failrec);
2529                 return ERR_PTR(-EIO);
2530         }
2531
2532         if (em->start > start || em->start + em->len <= start) {
2533                 free_extent_map(em);
2534                 em = NULL;
2535         }
2536         read_unlock(&em_tree->lock);
2537         if (!em) {
2538                 kfree(failrec);
2539                 return ERR_PTR(-EIO);
2540         }
2541
2542         logical = start - em->start;
2543         logical = em->block_start + logical;
2544         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
2545                 logical = em->block_start;
2546                 failrec->bio_flags = EXTENT_BIO_COMPRESSED;
2547                 extent_set_compress_type(&failrec->bio_flags, em->compress_type);
2548         }
2549
2550         btrfs_debug(fs_info,
2551                     "Get IO Failure Record: (new) logical=%llu, start=%llu, len=%llu",
2552                     logical, start, failrec->len);
2553
2554         failrec->logical = logical;
2555         free_extent_map(em);
2556
2557         /* Set the bits in the private failure tree */
2558         ret = set_extent_bits(failure_tree, start, start + sectorsize - 1,
2559                               EXTENT_LOCKED | EXTENT_DIRTY);
2560         if (ret >= 0) {
2561                 ret = set_state_failrec(failure_tree, start, failrec);
2562                 /* Set the bits in the inode's tree */
2563                 ret = set_extent_bits(tree, start, start + sectorsize - 1,
2564                                       EXTENT_DAMAGED);
2565         } else if (ret < 0) {
2566                 kfree(failrec);
2567                 return ERR_PTR(ret);
2568         }
2569
2570         return failrec;
2571 }
2572
2573 static bool btrfs_check_repairable(struct inode *inode,
2574                                    struct io_failure_record *failrec,
2575                                    int failed_mirror)
2576 {
2577         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2578         int num_copies;
2579
2580         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, failrec->logical, failrec->len);
2581         if (num_copies == 1) {
2582                 /*
2583                  * we only have a single copy of the data, so don't bother with
2584                  * all the retry and error correction code that follows. no
2585                  * matter what the error is, it is very likely to persist.
2586                  */
2587                 btrfs_debug(fs_info,
2588                         "Check Repairable: cannot repair, num_copies=%d, next_mirror %d, failed_mirror %d",
2589                         num_copies, failrec->this_mirror, failed_mirror);
2590                 return false;
2591         }
2592
2593         /* The failure record should only contain one sector */
2594         ASSERT(failrec->len == fs_info->sectorsize);
2595
2596         /*
2597          * There are two premises:
2598          * a) deliver good data to the caller
2599          * b) correct the bad sectors on disk
2600          *
2601          * Since we're only doing repair for one sector, we only need to get
2602          * a good copy of the failed sector and if we succeed, we have setup
2603          * everything for repair_io_failure to do the rest for us.
2604          */
2605         failrec->failed_mirror = failed_mirror;
2606         failrec->this_mirror++;
2607         if (failrec->this_mirror == failed_mirror)
2608                 failrec->this_mirror++;
2609
2610         if (failrec->this_mirror > num_copies) {
2611                 btrfs_debug(fs_info,
2612                         "Check Repairable: (fail) num_copies=%d, next_mirror %d, failed_mirror %d",
2613                         num_copies, failrec->this_mirror, failed_mirror);
2614                 return false;
2615         }
2616
2617         return true;
2618 }
2619
2620 int btrfs_repair_one_sector(struct inode *inode,
2621                             struct bio *failed_bio, u32 bio_offset,
2622                             struct page *page, unsigned int pgoff,
2623                             u64 start, int failed_mirror,
2624                             submit_bio_hook_t *submit_bio_hook)
2625 {
2626         struct io_failure_record *failrec;
2627         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2628         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
2629         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
2630         struct btrfs_io_bio *failed_io_bio = btrfs_io_bio(failed_bio);
2631         const int icsum = bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits;
2632         struct bio *repair_bio;
2633         struct btrfs_io_bio *repair_io_bio;
2634         blk_status_t status;
2635
2636         btrfs_debug(fs_info,
2637                    "repair read error: read error at %llu", start);
2638
2639         BUG_ON(bio_op(failed_bio) == REQ_OP_WRITE);
2640
2641         failrec = btrfs_get_io_failure_record(inode, start);
2642         if (IS_ERR(failrec))
2643                 return PTR_ERR(failrec);
2644
2645
2646         if (!btrfs_check_repairable(inode, failrec, failed_mirror)) {
2647                 free_io_failure(failure_tree, tree, failrec);
2648                 return -EIO;
2649         }
2650
2651         repair_bio = btrfs_io_bio_alloc(1);
2652         repair_io_bio = btrfs_io_bio(repair_bio);
2653         repair_bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
2654         repair_bio->bi_end_io = failed_bio->bi_end_io;
2655         repair_bio->bi_iter.bi_sector = failrec->logical >> 9;
2656         repair_bio->bi_private = failed_bio->bi_private;
2657
2658         if (failed_io_bio->csum) {
2659                 const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
2660
2661                 repair_io_bio->csum = repair_io_bio->csum_inline;
2662                 memcpy(repair_io_bio->csum,
2663                        failed_io_bio->csum + csum_size * icsum, csum_size);
2664         }
2665
2666         bio_add_page(repair_bio, page, failrec->len, pgoff);
2667         repair_io_bio->logical = failrec->start;
2668         repair_io_bio->iter = repair_bio->bi_iter;
2669
2670         btrfs_debug(btrfs_sb(inode->i_sb),
2671                     "repair read error: submitting new read to mirror %d",
2672                     failrec->this_mirror);
2673
2674         status = submit_bio_hook(inode, repair_bio, failrec->this_mirror,
2675                                  failrec->bio_flags);
2676         if (status) {
2677                 free_io_failure(failure_tree, tree, failrec);
2678                 bio_put(repair_bio);
2679         }
2680         return blk_status_to_errno(status);
2681 }
2682
2683 static void end_page_read(struct page *page, bool uptodate, u64 start, u32 len)
2684 {
2685         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
2686
2687         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
2688                start + len <= page_offset(page) + PAGE_SIZE);
2689
2690         if (uptodate) {
2691                 btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
2692         } else {
2693                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
2694                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
2695         }
2696
2697         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE)
2698                 unlock_page(page);
2699         else
2700                 btrfs_subpage_end_reader(fs_info, page, start, len);
2701 }
2702
2703 static blk_status_t submit_read_repair(struct inode *inode,
2704                                       struct bio *failed_bio, u32 bio_offset,
2705                                       struct page *page, unsigned int pgoff,
2706                                       u64 start, u64 end, int failed_mirror,
2707                                       unsigned int error_bitmap,
2708                                       submit_bio_hook_t *submit_bio_hook)
2709 {
2710         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2711         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2712         const int nr_bits = (end + 1 - start) >> fs_info->sectorsize_bits;
2713         int error = 0;
2714         int i;
2715
2716         BUG_ON(bio_op(failed_bio) == REQ_OP_WRITE);
2717
2718         /* We're here because we had some read errors or csum mismatch */
2719         ASSERT(error_bitmap);
2720
2721         /*
2722          * We only get called on buffered IO, thus page must be mapped and bio
2723          * must not be cloned.
2724          */
2725         ASSERT(page->mapping && !bio_flagged(failed_bio, BIO_CLONED));
2726
2727         /* Iterate through all the sectors in the range */
2728         for (i = 0; i < nr_bits; i++) {
2729                 const unsigned int offset = i * sectorsize;
2730                 struct extent_state *cached = NULL;
2731                 bool uptodate = false;
2732                 int ret;
2733
2734                 if (!(error_bitmap & (1U << i))) {
2735                         /*
2736                          * This sector has no error, just end the page read
2737                          * and unlock the range.
2738                          */
2739                         uptodate = true;
2740                         goto next;
2741                 }
2742
2743                 ret = btrfs_repair_one_sector(inode, failed_bio,
2744                                 bio_offset + offset,
2745                                 page, pgoff + offset, start + offset,
2746                                 failed_mirror, submit_bio_hook);
2747                 if (!ret) {
2748                         /*
2749                          * We have submitted the read repair, the page release
2750                          * will be handled by the endio function of the
2751                          * submitted repair bio.
2752                          * Thus we don't need to do any thing here.
2753                          */
2754                         continue;
2755                 }
2756                 /*
2757                  * Repair failed, just record the error but still continue.
2758                  * Or the remaining sectors will not be properly unlocked.
2759                  */
2760                 if (!error)
2761                         error = ret;
2762 next:
2763                 end_page_read(page, uptodate, start + offset, sectorsize);
2764                 if (uptodate)
2765                         set_extent_uptodate(&BTRFS_I(inode)->io_tree,
2766                                         start + offset,
2767                                         start + offset + sectorsize - 1,
2768                                         &cached, GFP_ATOMIC);
2769                 unlock_extent_cached_atomic(&BTRFS_I(inode)->io_tree,
2770                                 start + offset,
2771                                 start + offset + sectorsize - 1,
2772                                 &cached);
2773         }
2774         return errno_to_blk_status(error);
2775 }
2776
2777 /* lots and lots of room for performance fixes in the end_bio funcs */
2778
2779 void end_extent_writepage(struct page *page, int err, u64 start, u64 end)
2780 {
2781         struct btrfs_inode *inode;
2782         int uptodate = (err == 0);
2783         int ret = 0;
2784
2785         ASSERT(page && page->mapping);
2786         inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
2787         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, start, end, uptodate);
2788
2789         if (!uptodate) {
2790                 ClearPageUptodate(page);
2791                 SetPageError(page);
2792                 ret = err < 0 ? err : -EIO;
2793                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2794         }
2795 }
2796
2797 /*
2798  * after a writepage IO is done, we need to:
2799  * clear the uptodate bits on error
2800  * clear the writeback bits in the extent tree for this IO
2801  * end_page_writeback if the page has no more pending IO
2802  *
2803  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
2804  * to have one and only one object corresponding to this IO.
2805  */
2806 static void end_bio_extent_writepage(struct bio *bio)
2807 {
2808         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
2809         struct bio_vec *bvec;
2810         u64 start;
2811         u64 end;
2812         struct bvec_iter_all iter_all;
2813         bool first_bvec = true;
2814
2815         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
2816         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
2817                 struct page *page = bvec->bv_page;
2818                 struct inode *inode = page->mapping->host;
2819                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2820                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2821
2822                 /* Our read/write should always be sector aligned. */
2823                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
2824                         btrfs_err(fs_info,
2825                 "partial page write in btrfs with offset %u and length %u",
2826                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
2827                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_len, sectorsize))
2828                         btrfs_info(fs_info,
2829                 "incomplete page write with offset %u and length %u",
2830                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
2831
2832                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
2833                 end = start + bvec->bv_len - 1;
2834
2835                 if (first_bvec) {
2836                         btrfs_record_physical_zoned(inode, start, bio);
2837                         first_bvec = false;
2838                 }
2839
2840                 end_extent_writepage(page, error, start, end);
2841
2842                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, bvec->bv_len);
2843         }
2844
2845         bio_put(bio);
2846 }
2847
2848 /*
2849  * Record previously processed extent range
2850  *
2851  * For endio_readpage_release_extent() to handle a full extent range, reducing
2852  * the extent io operations.
2853  */
2854 struct processed_extent {
2855         struct btrfs_inode *inode;
2856         /* Start of the range in @inode */
2857         u64 start;
2858         /* End of the range in @inode */
2859         u64 end;
2860         bool uptodate;
2861 };
2862
2863 /*
2864  * Try to release processed extent range
2865  *
2866  * May not release the extent range right now if the current range is
2867  * contiguous to processed extent.
2868  *
2869  * Will release processed extent when any of @inode, @uptodate, the range is
2870  * no longer contiguous to the processed range.
2871  *
2872  * Passing @inode == NULL will force processed extent to be released.
2873  */
2874 static void endio_readpage_release_extent(struct processed_extent *processed,
2875                               struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2876                               bool uptodate)
2877 {
2878         struct extent_state *cached = NULL;
2879         struct extent_io_tree *tree;
2880
2881         /* The first extent, initialize @processed */
2882         if (!processed->inode)
2883                 goto update;
2884
2885         /*
2886          * Contiguous to processed extent, just uptodate the end.
2887          *
2888          * Several things to notice:
2889          *
2890          * - bio can be merged as long as on-disk bytenr is contiguous
2891          *   This means we can have page belonging to other inodes, thus need to
2892          *   check if the inode still matches.
2893          * - bvec can contain range beyond current page for multi-page bvec
2894          *   Thus we need to do processed->end + 1 >= start check
2895          */
2896         if (processed->inode == inode && processed->uptodate == uptodate &&
2897             processed->end + 1 >= start && end >= processed->end) {
2898                 processed->end = end;
2899                 return;
2900         }
2901
2902         tree = &processed->inode->io_tree;
2903         /*
2904          * Now we don't have range contiguous to the processed range, release
2905          * the processed range now.
2906          */
2907         if (processed->uptodate && tree->track_uptodate)
2908                 set_extent_uptodate(tree, processed->start, processed->end,
2909                                     &cached, GFP_ATOMIC);
2910         unlock_extent_cached_atomic(tree, processed->start, processed->end,
2911                                     &cached);
2912
2913 update:
2914         /* Update processed to current range */
2915         processed->inode = inode;
2916         processed->start = start;
2917         processed->end = end;
2918         processed->uptodate = uptodate;
2919 }
2920
2921 static void begin_page_read(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
2922 {
2923         ASSERT(PageLocked(page));
2924         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE)
2925                 return;
2926
2927         ASSERT(PagePrivate(page));
2928         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2929 }
2930
2931 /*
2932  * Find extent buffer for a givne bytenr.
2933  *
2934  * This is for end_bio_extent_readpage(), thus we can't do any unsafe locking
2935  * in endio context.
2936  */
2937 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_readpage(
2938                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
2939 {
2940         struct extent_buffer *eb;
2941
2942         /*
2943          * For regular sectorsize, we can use page->private to grab extent
2944          * buffer
2945          */
2946         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
2947                 ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
2948                 return (struct extent_buffer *)page->private;
2949         }
2950
2951         /* For subpage case, we need to lookup buffer radix tree */
2952         rcu_read_lock();
2953         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
2954                                bytenr >> fs_info->sectorsize_bits);
2955         rcu_read_unlock();
2956         ASSERT(eb);
2957         return eb;
2958 }
2959
2960 /*
2961  * after a readpage IO is done, we need to:
2962  * clear the uptodate bits on error
2963  * set the uptodate bits if things worked
2964  * set the page up to date if all extents in the tree are uptodate
2965  * clear the lock bit in the extent tree
2966  * unlock the page if there are no other extents locked for it
2967  *
2968  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
2969  * to have one and only one object corresponding to this IO.
2970  */
2971 static void end_bio_extent_readpage(struct bio *bio)
2972 {
2973         struct bio_vec *bvec;
2974         struct btrfs_io_bio *io_bio = btrfs_io_bio(bio);
2975         struct extent_io_tree *tree, *failure_tree;
2976         struct processed_extent processed = { 0 };
2977         /*
2978          * The offset to the beginning of a bio, since one bio can never be
2979          * larger than UINT_MAX, u32 here is enough.
2980          */
2981         u32 bio_offset = 0;
2982         int mirror;
2983         int ret;
2984         struct bvec_iter_all iter_all;
2985
2986         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
2987         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
2988                 bool uptodate = !bio->bi_status;
2989                 struct page *page = bvec->bv_page;
2990                 struct inode *inode = page->mapping->host;
2991                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2992                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2993                 unsigned int error_bitmap = (unsigned int)-1;
2994                 u64 start;
2995                 u64 end;
2996                 u32 len;
2997
2998                 btrfs_debug(fs_info,
2999                         "end_bio_extent_readpage: bi_sector=%llu, err=%d, mirror=%u",
3000                         bio->bi_iter.bi_sector, bio->bi_status,
3001                         io_bio->mirror_num);
3002                 tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3003                 failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
3004
3005                 /*
3006                  * We always issue full-sector reads, but if some block in a
3007                  * page fails to read, blk_update_request() will advance
3008                  * bv_offset and adjust bv_len to compensate.  Print a warning
3009                  * for unaligned offsets, and an error if they don't add up to
3010                  * a full sector.
3011                  */
3012                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
3013                         btrfs_err(fs_info,
3014                 "partial page read in btrfs with offset %u and length %u",
3015                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
3016                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset + bvec->bv_len,
3017                                      sectorsize))
3018                         btrfs_info(fs_info,
3019                 "incomplete page read with offset %u and length %u",
3020                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
3021
3022                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
3023                 end = start + bvec->bv_len - 1;
3024                 len = bvec->bv_len;
3025
3026                 mirror = io_bio->mirror_num;
3027                 if (likely(uptodate)) {
3028                         if (is_data_inode(inode)) {
3029                                 error_bitmap = btrfs_verify_data_csum(io_bio,
3030                                                 bio_offset, page, start, end);
3031                                 ret = error_bitmap;
3032                         } else {
3033                                 ret = btrfs_validate_metadata_buffer(io_bio,
3034                                         page, start, end, mirror);
3035                         }
3036                         if (ret)
3037                                 uptodate = false;
3038                         else
3039                                 clean_io_failure(BTRFS_I(inode)->root->fs_info,
3040                                                  failure_tree, tree, start,
3041                                                  page,
3042                                                  btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), 0);
3043                 }
3044
3045                 if (likely(uptodate))
3046                         goto readpage_ok;
3047
3048                 if (is_data_inode(inode)) {
3049                         /*
3050                          * btrfs_submit_read_repair() will handle all the good
3051                          * and bad sectors, we just continue to the next bvec.
3052                          */
3053                         submit_read_repair(inode, bio, bio_offset, page,
3054                                            start - page_offset(page), start,
3055                                            end, mirror, error_bitmap,
3056                                            btrfs_submit_data_bio);
3057
3058                         ASSERT(bio_offset + len > bio_offset);
3059                         bio_offset += len;
3060                         continue;
3061                 } else {
3062                         struct extent_buffer *eb;
3063
3064                         eb = find_extent_buffer_readpage(fs_info, page, start);
3065                         set_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
3066                         eb->read_mirror = mirror;
3067                         atomic_dec(&eb->io_pages);
3068                         if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_READAHEAD,
3069                                                &eb->bflags))
3070                                 btree_readahead_hook(eb, -EIO);
3071                 }
3072 readpage_ok:
3073                 if (likely(uptodate)) {
3074                         loff_t i_size = i_size_read(inode);
3075                         pgoff_t end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
3076
3077                         /*
3078                          * Zero out the remaining part if this range straddles
3079                          * i_size.
3080                          *
3081                          * Here we should only zero the range inside the bvec,
3082                          * not touch anything else.
3083                          *
3084                          * NOTE: i_size is exclusive while end is inclusive.
3085                          */
3086                         if (page->index == end_index && i_size <= end) {
3087                                 u32 zero_start = max(offset_in_page(i_size),
3088                                                      offset_in_page(start));
3089
3090                                 zero_user_segment(page, zero_start,
3091                                                   offset_in_page(end) + 1);
3092                         }
3093                 }
3094                 ASSERT(bio_offset + len > bio_offset);
3095                 bio_offset += len;
3096
3097                 /* Update page status and unlock */
3098                 end_page_read(page, uptodate, start, len);
3099                 endio_readpage_release_extent(&processed, BTRFS_I(inode),
3100                                               start, end, uptodate);
3101         }
3102         /* Release the last extent */
3103         endio_readpage_release_extent(&processed, NULL, 0, 0, false);
3104         btrfs_io_bio_free_csum(io_bio);
3105         bio_put(bio);
3106 }
3107
3108 /*
3109  * Initialize the members up to but not including 'bio'. Use after allocating a
3110  * new bio by bio_alloc_bioset as it does not initialize the bytes outside of
3111  * 'bio' because use of __GFP_ZERO is not supported.
3112  */
3113 static inline void btrfs_io_bio_init(struct btrfs_io_bio *btrfs_bio)
3114 {
3115         memset(btrfs_bio, 0, offsetof(struct btrfs_io_bio, bio));
3116 }
3117
3118 /*
3119  * The following helpers allocate a bio. As it's backed by a bioset, it'll
3120  * never fail.  We're returning a bio right now but you can call btrfs_io_bio
3121  * for the appropriate container_of magic
3122  */
3123 struct bio *btrfs_bio_alloc(u64 first_byte)
3124 {
3125         struct bio *bio;
3126
3127         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_VECS, &btrfs_bioset);
3128         bio->bi_iter.bi_sector = first_byte >> 9;
3129         btrfs_io_bio_init(btrfs_io_bio(bio));
3130         return bio;
3131 }
3132
3133 struct bio *btrfs_bio_clone(struct bio *bio)
3134 {
3135         struct btrfs_io_bio *btrfs_bio;
3136         struct bio *new;
3137
3138         /* Bio allocation backed by a bioset does not fail */
3139         new = bio_clone_fast(bio, GFP_NOFS, &btrfs_bioset);
3140         btrfs_bio = btrfs_io_bio(new);
3141         btrfs_io_bio_init(btrfs_bio);
3142         btrfs_bio->iter = bio->bi_iter;
3143         return new;
3144 }
3145
3146 struct bio *btrfs_io_bio_alloc(unsigned int nr_iovecs)
3147 {
3148         struct bio *bio;
3149
3150         /* Bio allocation backed by a bioset does not fail */
3151         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, nr_iovecs, &btrfs_bioset);
3152         btrfs_io_bio_init(btrfs_io_bio(bio));
3153         return bio;
3154 }
3155
3156 struct bio *btrfs_bio_clone_partial(struct bio *orig, int offset, int size)
3157 {
3158         struct bio *bio;
3159         struct btrfs_io_bio *btrfs_bio;
3160
3161         /* this will never fail when it's backed by a bioset */
3162         bio = bio_clone_fast(orig, GFP_NOFS, &btrfs_bioset);
3163         ASSERT(bio);
3164
3165         btrfs_bio = btrfs_io_bio(bio);
3166         btrfs_io_bio_init(btrfs_bio);
3167
3168         bio_trim(bio, offset >> 9, size >> 9);
3169         btrfs_bio->iter = bio->bi_iter;
3170         return bio;
3171 }
3172
3173 /**
3174  * Attempt to add a page to bio
3175  *
3176  * @bio:        destination bio
3177  * @page:       page to add to the bio
3178  * @disk_bytenr:  offset of the new bio or to check whether we are adding
3179  *                a contiguous page to the previous one
3180  * @pg_offset:  starting offset in the page
3181  * @size:       portion of page that we want to write
3182  * @prev_bio_flags:  flags of previous bio to see if we can merge the current one
3183  * @bio_flags:  flags of the current bio to see if we can merge them
3184  * @return:     true if page was added, false otherwise
3185  *
3186  * Attempt to add a page to bio considering stripe alignment etc.
3187  *
3188  * Return true if successfully page added. Otherwise, return false.
3189  */
3190 static bool btrfs_bio_add_page(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3191                                struct page *page,
3192                                u64 disk_bytenr, unsigned int size,
3193                                unsigned int pg_offset,
3194                                unsigned long bio_flags)
3195 {
3196         struct bio *bio = bio_ctrl->bio;
3197         u32 bio_size = bio->bi_iter.bi_size;
3198         const sector_t sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
3199         bool contig;
3200         int ret;
3201
3202         ASSERT(bio);
3203         /* The limit should be calculated when bio_ctrl->bio is allocated */
3204         ASSERT(bio_ctrl->len_to_oe_boundary && bio_ctrl->len_to_stripe_boundary);
3205         if (bio_ctrl->bio_flags != bio_flags)
3206                 return false;
3207
3208         if (bio_ctrl->bio_flags & EXTENT_BIO_COMPRESSED)
3209                 contig = bio->bi_iter.bi_sector == sector;
3210         else
3211                 contig = bio_end_sector(bio) == sector;
3212         if (!contig)
3213                 return false;
3214
3215         if (bio_size + size > bio_ctrl->len_to_oe_boundary ||
3216             bio_size + size > bio_ctrl->len_to_stripe_boundary)
3217                 return false;
3218
3219         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND)
3220                 ret = bio_add_zone_append_page(bio, page, size, pg_offset);
3221         else
3222                 ret = bio_add_page(bio, page, size, pg_offset);
3223
3224         return ret == size;
3225 }
3226
3227 static int calc_bio_boundaries(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3228                                struct btrfs_inode *inode)
3229 {
3230         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3231         struct btrfs_io_geometry geom;
3232         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
3233         struct extent_map *em;
3234         u64 logical = (bio_ctrl->bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT);
3235         int ret;
3236
3237         /*
3238          * Pages for compressed extent are never submitted to disk directly,
3239          * thus it has no real boundary, just set them to U32_MAX.
3240          *
3241          * The split happens for real compressed bio, which happens in
3242          * btrfs_submit_compressed_read/write().
3243          */
3244         if (bio_ctrl->bio_flags & EXTENT_BIO_COMPRESSED) {
3245                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
3246                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = U32_MAX;
3247                 return 0;
3248         }
3249         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
3250         if (IS_ERR(em))
3251                 return PTR_ERR(em);
3252         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(bio_ctrl->bio),
3253                                     logical, &geom);
3254         free_extent_map(em);
3255         if (ret < 0) {
3256                 return ret;
3257         }
3258         if (geom.len > U32_MAX)
3259                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = U32_MAX;
3260         else
3261                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = (u32)geom.len;
3262
3263         if (!btrfs_is_zoned(fs_info) ||
3264             bio_op(bio_ctrl->bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND) {
3265                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
3266                 return 0;
3267         }
3268
3269         ASSERT(fs_info->max_zone_append_size > 0);
3270         /* Ordered extent not yet created, so we're good */
3271         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, logical);
3272         if (!ordered) {
3273                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
3274                 return 0;
3275         }
3276
3277         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = min_t(u32, U32_MAX,
3278                 ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes - logical);
3279         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
3280         return 0;
3281 }
3282
3283 /*
3284  * @opf:        bio REQ_OP_* and REQ_* flags as one value
3285  * @wbc:        optional writeback control for io accounting
3286  * @page:       page to add to the bio
3287  * @disk_bytenr: logical bytenr where the write will be
3288  * @size:       portion of page that we want to write to
3289  * @pg_offset:  offset of the new bio or to check whether we are adding
3290  *              a contiguous page to the previous one
3291  * @bio_ret:    must be valid pointer, newly allocated bio will be stored there
3292  * @end_io_func:     end_io callback for new bio
3293  * @mirror_num:      desired mirror to read/write
3294  * @prev_bio_flags:  flags of previous bio to see if we can merge the current one
3295  * @bio_flags:  flags of the current bio to see if we can merge them
3296  */
3297 static int submit_extent_page(unsigned int opf,
3298                               struct writeback_control *wbc,
3299                               struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3300                               struct page *page, u64 disk_bytenr,
3301                               size_t size, unsigned long pg_offset,
3302                               bio_end_io_t end_io_func,
3303                               int mirror_num,
3304                               unsigned long bio_flags,
3305                               bool force_bio_submit)
3306 {
3307         int ret = 0;
3308         struct bio *bio;
3309         size_t io_size = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE);
3310         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
3311         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
3312         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3313
3314         ASSERT(bio_ctrl);
3315
3316         ASSERT(pg_offset < PAGE_SIZE && size <= PAGE_SIZE &&
3317                pg_offset + size <= PAGE_SIZE);
3318         if (bio_ctrl->bio) {
3319                 bio = bio_ctrl->bio;
3320                 if (force_bio_submit ||
3321                     !btrfs_bio_add_page(bio_ctrl, page, disk_bytenr, io_size,
3322                                         pg_offset, bio_flags)) {
3323                         ret = submit_one_bio(bio, mirror_num, bio_ctrl->bio_flags);
3324                         bio_ctrl->bio = NULL;
3325                         if (ret < 0)
3326                                 return ret;
3327                 } else {
3328                         if (wbc)
3329                                 wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, io_size);
3330                         return 0;
3331                 }
3332         }
3333
3334         bio = btrfs_bio_alloc(disk_bytenr);
3335         bio_add_page(bio, page, io_size, pg_offset);
3336         bio->bi_end_io = end_io_func;
3337         bio->bi_private = tree;
3338         bio->bi_write_hint = page->mapping->host->i_write_hint;
3339         bio->bi_opf = opf;
3340         if (wbc) {
3341                 struct block_device *bdev;
3342
3343                 bdev = fs_info->fs_devices->latest_bdev;
3344                 bio_set_dev(bio, bdev);
3345                 wbc_init_bio(wbc, bio);
3346                 wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, io_size);
3347         }
3348         if (btrfs_is_zoned(fs_info) && bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
3349                 struct btrfs_device *device;
3350
3351                 device = btrfs_zoned_get_device(fs_info, disk_bytenr, io_size);
3352                 if (IS_ERR(device))
3353                         return PTR_ERR(device);
3354
3355                 btrfs_io_bio(bio)->device = device;
3356         }
3357
3358         bio_ctrl->bio = bio;
3359         bio_ctrl->bio_flags = bio_flags;
3360         ret = calc_bio_boundaries(bio_ctrl, inode);
3361
3362         return ret;
3363 }
3364
3365 static int attach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb,
3366                                      struct page *page,
3367                                      struct btrfs_subpage *prealloc)
3368 {
3369         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3370         int ret = 0;
3371
3372         /*
3373          * If the page is mapped to btree inode, we should hold the private
3374          * lock to prevent race.
3375          * For cloned or dummy extent buffers, their pages are not mapped and
3376          * will not race with any other ebs.
3377          */
3378         if (page->mapping)
3379                 lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
3380
3381         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
3382                 if (!PagePrivate(page))
3383                         attach_page_private(page, eb);
3384                 else
3385                         WARN_ON(page->private != (unsigned long)eb);
3386                 return 0;
3387         }
3388
3389         /* Already mapped, just free prealloc */
3390         if (PagePrivate(page)) {
3391                 btrfs_free_subpage(prealloc);
3392                 return 0;
3393         }
3394
3395         if (prealloc)
3396                 /* Has preallocated memory for subpage */
3397                 attach_page_private(page, prealloc);
3398         else
3399                 /* Do new allocation to attach subpage */
3400                 ret = btrfs_attach_subpage(fs_info, page,
3401                                            BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
3402         return ret;
3403 }
3404
3405 int set_page_extent_mapped(struct page *page)
3406 {
3407         struct btrfs_fs_info *fs_info;
3408
3409         ASSERT(page->mapping);
3410
3411         if (PagePrivate(page))
3412                 return 0;
3413
3414         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
3415
3416         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
3417                 return btrfs_attach_subpage(fs_info, page, BTRFS_SUBPAGE_DATA);
3418
3419         attach_page_private(page, (void *)EXTENT_PAGE_PRIVATE);
3420         return 0;
3421 }
3422
3423 void clear_page_extent_mapped(struct page *page)
3424 {
3425         struct btrfs_fs_info *fs_info;
3426
3427         ASSERT(page->mapping);
3428
3429         if (!PagePrivate(page))
3430                 return;
3431
3432         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
3433         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
3434                 return btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
3435
3436         detach_page_private(page);
3437 }
3438
3439 static struct extent_map *
3440 __get_extent_map(struct inode *inode, struct page *page, size_t pg_offset,
3441                  u64 start, u64 len, struct extent_map **em_cached)
3442 {
3443         struct extent_map *em;
3444
3445         if (em_cached && *em_cached) {
3446                 em = *em_cached;
3447                 if (extent_map_in_tree(em) && start >= em->start &&
3448                     start < extent_map_end(em)) {
3449                         refcount_inc(&em->refs);
3450                         return em;
3451                 }
3452
3453                 free_extent_map(em);
3454                 *em_cached = NULL;
3455         }
3456
3457         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), page, pg_offset, start, len);
3458         if (em_cached && !IS_ERR_OR_NULL(em)) {
3459                 BUG_ON(*em_cached);
3460                 refcount_inc(&em->refs);
3461                 *em_cached = em;
3462         }
3463         return em;
3464 }
3465 /*
3466  * basic readpage implementation.  Locked extent state structs are inserted
3467  * into the tree that are removed when the IO is done (by the end_io
3468  * handlers)
3469  * XXX JDM: This needs looking at to ensure proper page locking
3470  * return 0 on success, otherwise return error
3471  */
3472 int btrfs_do_readpage(struct page *page, struct extent_map **em_cached,
3473                       struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3474                       unsigned int read_flags, u64 *prev_em_start)
3475 {
3476         struct inode *inode = page->mapping->host;
3477         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3478         u64 start = page_offset(page);
3479         const u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
3480         u64 cur = start;
3481         u64 extent_offset;
3482         u64 last_byte = i_size_read(inode);
3483         u64 block_start;
3484         u64 cur_end;
3485         struct extent_map *em;
3486         int ret = 0;
3487         int nr = 0;
3488         size_t pg_offset = 0;
3489         size_t iosize;
3490         size_t blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
3491         unsigned long this_bio_flag = 0;
3492         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3493
3494         ret = set_page_extent_mapped(page);
3495         if (ret < 0) {
3496                 unlock_extent(tree, start, end);
3497                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, PAGE_SIZE);
3498                 unlock_page(page);
3499                 goto out;
3500         }
3501
3502         if (!PageUptodate(page)) {
3503                 if (cleancache_get_page(page) == 0) {
3504                         BUG_ON(blocksize != PAGE_SIZE);
3505                         unlock_extent(tree, start, end);
3506                         unlock_page(page);
3507                         goto out;
3508                 }
3509         }
3510
3511         if (page->index == last_byte >> PAGE_SHIFT) {
3512                 size_t zero_offset = offset_in_page(last_byte);
3513
3514                 if (zero_offset) {
3515                         iosize = PAGE_SIZE - zero_offset;
3516                         memzero_page(page, zero_offset, iosize);
3517                         flush_dcache_page(page);
3518                 }
3519         }
3520         begin_page_read(fs_info, page);
3521         while (cur <= end) {
3522                 bool force_bio_submit = false;
3523                 u64 disk_bytenr;
3524
3525                 if (cur >= last_byte) {
3526                         struct extent_state *cached = NULL;
3527
3528                         iosize = PAGE_SIZE - pg_offset;
3529                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
3530                         flush_dcache_page(page);
3531                         set_extent_uptodate(tree, cur, cur + iosize - 1,
3532                                             &cached, GFP_NOFS);
3533                         unlock_extent_cached(tree, cur,
3534                                              cur + iosize - 1, &cached);
3535                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
3536                         break;
3537                 }
3538                 em = __get_extent_map(inode, page, pg_offset, cur,
3539                                       end - cur + 1, em_cached);
3540                 if (IS_ERR_OR_NULL(em)) {
3541                         unlock_extent(tree, cur, end);
3542                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
3543                         break;
3544                 }
3545                 extent_offset = cur - em->start;
3546                 BUG_ON(extent_map_end(em) <= cur);
3547                 BUG_ON(end < cur);
3548
3549                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
3550                         this_bio_flag |= EXTENT_BIO_COMPRESSED;
3551                         extent_set_compress_type(&this_bio_flag,
3552                                                  em->compress_type);
3553                 }
3554
3555                 iosize = min(extent_map_end(em) - cur, end - cur + 1);
3556                 cur_end = min(extent_map_end(em) - 1, end);
3557                 iosize = ALIGN(iosize, blocksize);
3558                 if (this_bio_flag & EXTENT_BIO_COMPRESSED)
3559                         disk_bytenr = em->block_start;
3560                 else
3561                         disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
3562                 block_start = em->block_start;
3563                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
3564                         block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
3565
3566                 /*
3567                  * If we have a file range that points to a compressed extent
3568                  * and it's followed by a consecutive file range that points
3569                  * to the same compressed extent (possibly with a different
3570                  * offset and/or length, so it either points to the whole extent
3571                  * or only part of it), we must make sure we do not submit a
3572                  * single bio to populate the pages for the 2 ranges because
3573                  * this makes the compressed extent read zero out the pages
3574                  * belonging to the 2nd range. Imagine the following scenario:
3575                  *
3576                  *  File layout
3577                  *  [0 - 8K]                     [8K - 24K]
3578                  *    |                               |
3579                  *    |                               |
3580                  * points to extent X,         points to extent X,
3581                  * offset 4K, length of 8K     offset 0, length 16K
3582                  *
3583                  * [extent X, compressed length = 4K uncompressed length = 16K]
3584                  *
3585                  * If the bio to read the compressed extent covers both ranges,
3586                  * it will decompress extent X into the pages belonging to the
3587                  * first range and then it will stop, zeroing out the remaining
3588                  * pages that belong to the other range that points to extent X.
3589                  * So here we make sure we submit 2 bios, one for the first
3590                  * range and another one for the third range. Both will target
3591                  * the same physical extent from disk, but we can't currently
3592                  * make the compressed bio endio callback populate the pages
3593                  * for both ranges because each compressed bio is tightly
3594                  * coupled with a single extent map, and each range can have
3595                  * an extent map with a different offset value relative to the
3596                  * uncompressed data of our extent and different lengths. This
3597                  * is a corner case so we prioritize correctness over
3598                  * non-optimal behavior (submitting 2 bios for the same extent).
3599                  */
3600                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) &&
3601                     prev_em_start && *prev_em_start != (u64)-1 &&
3602                     *prev_em_start != em->start)
3603                         force_bio_submit = true;
3604
3605                 if (prev_em_start)
3606                         *prev_em_start = em->start;
3607
3608                 free_extent_map(em);
3609                 em = NULL;
3610
3611                 /* we've found a hole, just zero and go on */
3612                 if (block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
3613                         struct extent_state *cached = NULL;
3614
3615                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
3616                         flush_dcache_page(page);
3617
3618                         set_extent_uptodate(tree, cur, cur + iosize - 1,
3619                                             &cached, GFP_NOFS);
3620                         unlock_extent_cached(tree, cur,
3621                                              cur + iosize - 1, &cached);
3622                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
3623                         cur = cur + iosize;
3624                         pg_offset += iosize;
3625                         continue;
3626                 }
3627                 /* the get_extent function already copied into the page */
3628                 if (test_range_bit(tree, cur, cur_end,
3629                                    EXTENT_UPTODATE, 1, NULL)) {
3630                         check_page_uptodate(tree, page);
3631                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1);
3632                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
3633                         cur = cur + iosize;
3634                         pg_offset += iosize;
3635                         continue;
3636                 }
3637                 /* we have an inline extent but it didn't get marked up
3638                  * to date.  Error out
3639                  */
3640                 if (block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
3641                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1);
3642                         end_page_read(page, false, cur, iosize);
3643                         cur = cur + iosize;
3644                         pg_offset += iosize;
3645                         continue;
3646                 }
3647
3648                 ret = submit_extent_page(REQ_OP_READ | read_flags, NULL,
3649                                          bio_ctrl, page, disk_bytenr, iosize,
3650                                          pg_offset,
3651                                          end_bio_extent_readpage, 0,
3652                                          this_bio_flag,
3653                                          force_bio_submit);
3654                 if (!ret) {
3655                         nr++;
3656                 } else {
3657                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1);
3658                         end_page_read(page, false, cur, iosize);
3659                         goto out;
3660                 }
3661                 cur = cur + iosize;
3662                 pg_offset += iosize;
3663         }
3664 out:
3665         return ret;
3666 }
3667
3668 static inline void contiguous_readpages(struct page *pages[], int nr_pages,
3669                                         u64 start, u64 end,
3670                                         struct extent_map **em_cached,
3671                                         struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3672                                         u64 *prev_em_start)
3673 {
3674         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(pages[0]->mapping->host);
3675         int index;
3676
3677         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
3678
3679         for (index = 0; index < nr_pages; index++) {
3680                 btrfs_do_readpage(pages[index], em_cached, bio_ctrl,
3681                                   REQ_RAHEAD, prev_em_start);
3682                 put_page(pages[index]);
3683         }
3684 }
3685
3686 static void update_nr_written(struct writeback_control *wbc,
3687                               unsigned long nr_written)
3688 {
3689         wbc->nr_to_write -= nr_written;
3690 }
3691
3692 /*
3693  * helper for __extent_writepage, doing all of the delayed allocation setup.
3694  *
3695  * This returns 1 if btrfs_run_delalloc_range function did all the work required
3696  * to write the page (copy into inline extent).  In this case the IO has
3697  * been started and the page is already unlocked.
3698  *
3699  * This returns 0 if all went well (page still locked)
3700  * This returns < 0 if there were errors (page still locked)
3701  */
3702 static noinline_for_stack int writepage_delalloc(struct btrfs_inode *inode,
3703                 struct page *page, struct writeback_control *wbc,
3704                 u64 delalloc_start, unsigned long *nr_written)
3705 {
3706         u64 page_end = delalloc_start + PAGE_SIZE - 1;
3707         bool found;
3708         u64 delalloc_to_write = 0;
3709         u64 delalloc_end = 0;
3710         int ret;
3711         int page_started = 0;
3712
3713
3714         while (delalloc_end < page_end) {
3715                 found = find_lock_delalloc_range(&inode->vfs_inode, page,
3716                                                &delalloc_start,
3717                                                &delalloc_end);
3718                 if (!found) {
3719                         delalloc_start = delalloc_end + 1;
3720                         continue;
3721                 }
3722                 ret = btrfs_run_delalloc_range(inode, page, delalloc_start,
3723                                 delalloc_end, &page_started, nr_written, wbc);
3724                 if (ret) {
3725                         SetPageError(page);
3726                         /*
3727                          * btrfs_run_delalloc_range should return < 0 for error
3728                          * but just in case, we use > 0 here meaning the IO is
3729                          * started, so we don't want to return > 0 unless
3730                          * things are going well.
3731                          */
3732                         return ret < 0 ? ret : -EIO;
3733                 }
3734                 /*
3735                  * delalloc_end is already one less than the total length, so
3736                  * we don't subtract one from PAGE_SIZE
3737                  */
3738                 delalloc_to_write += (delalloc_end - delalloc_start +
3739                                       PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
3740                 delalloc_start = delalloc_end + 1;
3741         }
3742         if (wbc->nr_to_write < delalloc_to_write) {
3743                 int thresh = 8192;
3744
3745                 if (delalloc_to_write < thresh * 2)
3746                         thresh = delalloc_to_write;
3747                 wbc->nr_to_write = min_t(u64, delalloc_to_write,
3748                                          thresh);
3749         }
3750
3751         /* did the fill delalloc function already unlock and start
3752          * the IO?
3753          */
3754         if (page_started) {
3755                 /*
3756                  * we've unlocked the page, so we can't update
3757                  * the mapping's writeback index, just update
3758                  * nr_to_write.
3759                  */
3760                 wbc->nr_to_write -= *nr_written;
3761                 return 1;
3762         }
3763
3764         return 0;
3765 }
3766
3767 /*
3768  * Find the first byte we need to write.
3769  *
3770  * For subpage, one page can contain several sectors, and
3771  * __extent_writepage_io() will just grab all extent maps in the page
3772  * range and try to submit all non-inline/non-compressed extents.
3773  *
3774  * This is a big problem for subpage, we shouldn't re-submit already written
3775  * data at all.
3776  * This function will lookup subpage dirty bit to find which range we really
3777  * need to submit.
3778  *
3779  * Return the next dirty range in [@start, @end).
3780  * If no dirty range is found, @start will be page_offset(page) + PAGE_SIZE.
3781  */
3782 static void find_next_dirty_byte(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3783                                  struct page *page, u64 *start, u64 *end)
3784 {
3785         struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
3786         u64 orig_start = *start;
3787         /* Declare as unsigned long so we can use bitmap ops */
3788         unsigned long dirty_bitmap;
3789         unsigned long flags;
3790         int nbits = (orig_start - page_offset(page)) >> fs_info->sectorsize_bits;
3791         int range_start_bit = nbits;
3792         int range_end_bit;
3793
3794         /*
3795          * For regular sector size == page size case, since one page only
3796          * contains one sector, we return the page offset directly.
3797          */
3798         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
3799                 *start = page_offset(page);
3800                 *end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
3801                 return;
3802         }
3803
3804         /* We should have the page locked, but just in case */
3805         spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
3806         dirty_bitmap = subpage->dirty_bitmap;
3807         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
3808
3809         bitmap_next_set_region(&dirty_bitmap, &range_start_bit, &range_end_bit,
3810                                BTRFS_SUBPAGE_BITMAP_SIZE);
3811         *start = page_offset(page) + range_start_bit * fs_info->sectorsize;
3812         *end = page_offset(page) + range_end_bit * fs_info->sectorsize;
3813 }
3814
3815 /*
3816  * helper for __extent_writepage.  This calls the writepage start hooks,
3817  * and does the loop to map the page into extents and bios.
3818  *
3819  * We return 1 if the IO is started and the page is unlocked,
3820  * 0 if all went well (page still locked)
3821  * < 0 if there were errors (page still locked)
3822  */
3823 static noinline_for_stack int __extent_writepage_io(struct btrfs_inode *inode,
3824                                  struct page *page,
3825                                  struct writeback_control *wbc,
3826                                  struct extent_page_data *epd,
3827                                  loff_t i_size,
3828                                  unsigned long nr_written,
3829                                  int *nr_ret)
3830 {
3831         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3832         u64 start = page_offset(page);
3833         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
3834         u64 cur = start;
3835         u64 extent_offset;
3836         u64 block_start;
3837         struct extent_map *em;
3838         int ret = 0;
3839         int nr = 0;
3840         u32 opf = REQ_OP_WRITE;
3841         const unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
3842         bool compressed;
3843
3844         ret = btrfs_writepage_cow_fixup(page, start, end);
3845         if (ret) {
3846                 /* Fixup worker will requeue */
3847                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
3848                 update_nr_written(wbc, nr_written);
3849                 unlock_page(page);
3850                 return 1;
3851         }
3852
3853         /*
3854          * we don't want to touch the inode after unlocking the page,
3855          * so we update the mapping writeback index now
3856          */
3857         update_nr_written(wbc, nr_written + 1);
3858
3859         while (cur <= end) {
3860                 u64 disk_bytenr;
3861                 u64 em_end;
3862                 u64 dirty_range_start = cur;
3863                 u64 dirty_range_end;
3864                 u32 iosize;
3865
3866                 if (cur >= i_size) {
3867                         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, cur,
3868                                                              end, 1);
3869                         break;
3870                 }
3871
3872                 find_next_dirty_byte(fs_info, page, &dirty_range_start,
3873                                      &dirty_range_end);
3874                 if (cur < dirty_range_start) {
3875                         cur = dirty_range_start;
3876                         continue;
3877                 }
3878
3879                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur, end - cur + 1);
3880                 if (IS_ERR_OR_NULL(em)) {
3881                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, cur, end - cur + 1);
3882                         ret = PTR_ERR_OR_ZERO(em);
3883                         break;
3884                 }
3885
3886                 extent_offset = cur - em->start;
3887                 em_end = extent_map_end(em);
3888                 ASSERT(cur <= em_end);
3889                 ASSERT(cur < end);
3890                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->start, fs_info->sectorsize));
3891                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->len, fs_info->sectorsize));
3892                 block_start = em->block_start;
3893                 compressed = test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
3894                 disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
3895
3896                 /*
3897                  * Note that em_end from extent_map_end() and dirty_range_end from
3898                  * find_next_dirty_byte() are all exclusive
3899                  */
3900                 iosize = min(min(em_end, end + 1), dirty_range_end) - cur;
3901
3902                 if (btrfs_use_zone_append(inode, em->block_start))
3903                         opf = REQ_OP_ZONE_APPEND;
3904
3905                 free_extent_map(em);
3906                 em = NULL;
3907
3908                 /*
3909                  * compressed and inline extents are written through other
3910                  * paths in the FS
3911                  */
3912                 if (compressed || block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
3913                     block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
3914                         if (compressed)
3915                                 nr++;
3916                         else
3917                                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode,
3918                                                 page, cur, cur + iosize - 1, 1);
3919                         cur += iosize;
3920                         continue;
3921                 }
3922
3923                 btrfs_set_range_writeback(inode, cur, cur + iosize - 1);
3924                 if (!PageWriteback(page)) {
3925                         btrfs_err(inode->root->fs_info,
3926                                    "page %lu not writeback, cur %llu end %llu",
3927                                page->index, cur, end);
3928                 }
3929
3930                 /*
3931                  * Although the PageDirty bit is cleared before entering this
3932                  * function, subpage dirty bit is not cleared.
3933                  * So clear subpage dirty bit here so next time we won't submit
3934                  * page for range already written to disk.
3935                  */
3936                 btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
3937
3938                 ret = submit_extent_page(opf | write_flags, wbc,
3939                                          &epd->bio_ctrl, page,
3940                                          disk_bytenr, iosize,
3941                                          cur - page_offset(page),
3942                                          end_bio_extent_writepage,
3943                                          0, 0, false);
3944                 if (ret) {
3945                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, cur, iosize);
3946                         if (PageWriteback(page))
3947                                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, cur,
3948                                                            iosize);
3949                 }
3950
3951                 cur += iosize;
3952                 nr++;
3953         }
3954         *nr_ret = nr;
3955         return ret;
3956 }
3957
3958 /*
3959  * the writepage semantics are similar to regular writepage.  extent
3960  * records are inserted to lock ranges in the tree, and as dirty areas
3961  * are found, they are marked writeback.  Then the lock bits are removed
3962  * and the end_io handler clears the writeback ranges
3963  *
3964  * Return 0 if everything goes well.
3965  * Return <0 for error.
3966  */
3967 static int __extent_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
3968                               struct extent_page_data *epd)
3969 {
3970         struct inode *inode = page->mapping->host;
3971         u64 start = page_offset(page);
3972         u64 page_end = start + PAGE_SIZE - 1;
3973         int ret;
3974         int nr = 0;
3975         size_t pg_offset;
3976         loff_t i_size = i_size_read(inode);
3977         unsigned long end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
3978         unsigned long nr_written = 0;
3979
3980         trace___extent_writepage(page, inode, wbc);
3981
3982         WARN_ON(!PageLocked(page));
3983
3984         ClearPageError(page);
3985
3986         pg_offset = offset_in_page(i_size);
3987         if (page->index > end_index ||
3988            (page->index == end_index && !pg_offset)) {
3989                 page->mapping->a_ops->invalidatepage(page, 0, PAGE_SIZE);
3990                 unlock_page(page);
3991                 return 0;
3992         }
3993
3994         if (page->index == end_index) {
3995                 memzero_page(page, pg_offset, PAGE_SIZE - pg_offset);
3996                 flush_dcache_page(page);
3997         }
3998
3999         ret = set_page_extent_mapped(page);
4000         if (ret < 0) {
4001                 SetPageError(page);
4002                 goto done;
4003         }
4004
4005         if (!epd->extent_locked) {
4006                 ret = writepage_delalloc(BTRFS_I(inode), page, wbc, start,
4007                                          &nr_written);
4008                 if (ret == 1)
4009                         return 0;
4010                 if (ret)
4011                         goto done;
4012         }
4013
4014         ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, wbc, epd, i_size,
4015                                     nr_written, &nr);
4016         if (ret == 1)
4017                 return 0;
4018
4019 done:
4020         if (nr == 0) {
4021                 /* make sure the mapping tag for page dirty gets cleared */
4022                 set_page_writeback(page);
4023                 end_page_writeback(page);
4024         }
4025         if (PageError(page)) {
4026                 ret = ret < 0 ? ret : -EIO;
4027                 end_extent_writepage(page, ret, start, page_end);
4028         }
4029         unlock_page(page);
4030         ASSERT(ret <= 0);
4031         return ret;
4032 }
4033
4034 void wait_on_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
4035 {
4036         wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK,
4037                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4038 }
4039
4040 static void end_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
4041 {
4042         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
4043         smp_mb__after_atomic();
4044         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK);
4045 }
4046
4047 /*
4048  * Lock extent buffer status and pages for writeback.
4049  *
4050  * May try to flush write bio if we can't get the lock.
4051  *
4052  * Return  0 if the extent buffer doesn't need to be submitted.
4053  *           (E.g. the extent buffer is not dirty)
4054  * Return >0 is the extent buffer is submitted to bio.
4055  * Return <0 if something went wrong, no page is locked.
4056  */
4057 static noinline_for_stack int lock_extent_buffer_for_io(struct extent_buffer *eb,
4058                           struct extent_page_data *epd)
4059 {
4060         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4061         int i, num_pages, failed_page_nr;
4062         int flush = 0;
4063         int ret = 0;
4064
4065         if (!btrfs_try_tree_write_lock(eb)) {
4066                 ret = flush_write_bio(epd);
4067                 if (ret < 0)
4068                         return ret;
4069                 flush = 1;
4070                 btrfs_tree_lock(eb);
4071         }
4072
4073         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags)) {
4074                 btrfs_tree_unlock(eb);
4075                 if (!epd->sync_io)
4076                         return 0;
4077                 if (!flush) {
4078                         ret = flush_write_bio(epd);
4079                         if (ret < 0)
4080                                 return ret;
4081                         flush = 1;
4082                 }
4083                 while (1) {
4084                         wait_on_extent_buffer_writeback(eb);
4085                         btrfs_tree_lock(eb);
4086                         if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags))
4087                                 break;
4088                         btrfs_tree_unlock(eb);
4089                 }
4090         }
4091
4092         /*
4093          * We need to do this to prevent races in people who check if the eb is
4094          * under IO since we can end up having no IO bits set for a short period
4095          * of time.
4096          */
4097         spin_lock(&eb->refs_lock);
4098         if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags)) {
4099                 set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
4100                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4101                 btrfs_set_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN);
4102                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
4103                                          -eb->len,
4104                                          fs_info->dirty_metadata_batch);
4105                 ret = 1;
4106         } else {
4107                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4108         }
4109
4110         btrfs_tree_unlock(eb);
4111
4112         /*
4113          * Either we don't need to submit any tree block, or we're submitting
4114          * subpage eb.
4115          * Subpage metadata doesn't use page locking at all, so we can skip
4116          * the page locking.
4117          */
4118         if (!ret || fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
4119                 return ret;
4120
4121         num_pages = num_extent_pages(eb);
4122         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4123                 struct page *p = eb->pages[i];
4124
4125                 if (!trylock_page(p)) {
4126                         if (!flush) {
4127                                 int err;
4128
4129                                 err = flush_write_bio(epd);
4130                                 if (err < 0) {
4131                                         ret = err;
4132                                         failed_page_nr = i;
4133                                         goto err_unlock;
4134                                 }
4135                                 flush = 1;
4136                         }
4137                         lock_page(p);
4138                 }
4139         }
4140
4141         return ret;
4142 err_unlock:
4143         /* Unlock already locked pages */
4144         for (i = 0; i < failed_page_nr; i++)
4145                 unlock_page(eb->pages[i]);
4146         /*
4147          * Clear EXTENT_BUFFER_WRITEBACK and wake up anyone waiting on it.
4148          * Also set back EXTENT_BUFFER_DIRTY so future attempts to this eb can
4149          * be made and undo everything done before.
4150          */
4151         btrfs_tree_lock(eb);
4152         spin_lock(&eb->refs_lock);
4153         set_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags);
4154         end_extent_buffer_writeback(eb);
4155         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4156         percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes, eb->len,
4157                                  fs_info->dirty_metadata_batch);
4158         btrfs_clear_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN);
4159         btrfs_tree_unlock(eb);
4160         return ret;
4161 }
4162
4163 static void set_btree_ioerr(struct page *page, struct extent_buffer *eb)
4164 {
4165         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4166
4167         btrfs_page_set_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4168         if (test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags))
4169                 return;
4170
4171         /*
4172          * If we error out, we should add back the dirty_metadata_bytes
4173          * to make it consistent.
4174          */
4175         percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
4176                                  eb->len, fs_info->dirty_metadata_batch);
4177
4178         /*
4179          * If writeback for a btree extent that doesn't belong to a log tree
4180          * failed, increment the counter transaction->eb_write_errors.
4181          * We do this because while the transaction is running and before it's
4182          * committing (when we call filemap_fdata[write|wait]_range against
4183          * the btree inode), we might have
4184          * btree_inode->i_mapping->a_ops->writepages() called by the VM - if it
4185          * returns an error or an error happens during writeback, when we're
4186          * committing the transaction we wouldn't know about it, since the pages
4187          * can be no longer dirty nor marked anymore for writeback (if a
4188          * subsequent modification to the extent buffer didn't happen before the
4189          * transaction commit), which makes filemap_fdata[write|wait]_range not
4190          * able to find the pages tagged with SetPageError at transaction
4191          * commit time. So if this happens we must abort the transaction,
4192          * otherwise we commit a super block with btree roots that point to
4193          * btree nodes/leafs whose content on disk is invalid - either garbage
4194          * or the content of some node/leaf from a past generation that got
4195          * cowed or deleted and is no longer valid.
4196          *
4197          * Note: setting AS_EIO/AS_ENOSPC in the btree inode's i_mapping would
4198          * not be enough - we need to distinguish between log tree extents vs
4199          * non-log tree extents, and the next filemap_fdatawait_range() call
4200          * will catch and clear such errors in the mapping - and that call might
4201          * be from a log sync and not from a transaction commit. Also, checking
4202          * for the eb flag EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR at transaction commit time is
4203          * not done and would not be reliable - the eb might have been released
4204          * from memory and reading it back again means that flag would not be
4205          * set (since it's a runtime flag, not persisted on disk).
4206          *
4207          * Using the flags below in the btree inode also makes us achieve the
4208          * goal of AS_EIO/AS_ENOSPC when writepages() returns success, started
4209          * writeback for all dirty pages and before filemap_fdatawait_range()
4210          * is called, the writeback for all dirty pages had already finished
4211          * with errors - because we were not using AS_EIO/AS_ENOSPC,
4212          * filemap_fdatawait_range() would return success, as it could not know
4213          * that writeback errors happened (the pages were no longer tagged for
4214          * writeback).
4215          */
4216         switch (eb->log_index) {
4217         case -1:
4218                 set_bit(BTRFS_FS_BTREE_ERR, &fs_info->flags);
4219                 break;
4220         case 0:
4221                 set_bit(BTRFS_FS_LOG1_ERR, &fs_info->flags);
4222                 break;
4223         case 1:
4224                 set_bit(BTRFS_FS_LOG2_ERR, &fs_info->flags);
4225                 break;
4226         default:
4227                 BUG(); /* unexpected, logic error */
4228         }
4229 }
4230
4231 /*
4232  * The endio specific version which won't touch any unsafe spinlock in endio
4233  * context.
4234  */
4235 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_nolock(
4236                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
4237 {
4238         struct extent_buffer *eb;
4239
4240         rcu_read_lock();
4241         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
4242                                start >> fs_info->sectorsize_bits);
4243         if (eb && atomic_inc_not_zero(&eb->refs)) {
4244                 rcu_read_unlock();
4245                 return eb;
4246         }
4247         rcu_read_unlock();
4248         return NULL;
4249 }
4250
4251 /*
4252  * The endio function for subpage extent buffer write.
4253  *
4254  * Unlike end_bio_extent_buffer_writepage(), we only call end_page_writeback()
4255  * after all extent buffers in the page has finished their writeback.
4256  */
4257 static void end_bio_subpage_eb_writepage(struct bio *bio)
4258 {
4259         struct btrfs_fs_info *fs_info;
4260         struct bio_vec *bvec;
4261         struct bvec_iter_all iter_all;
4262
4263         fs_info = btrfs_sb(bio_first_page_all(bio)->mapping->host->i_sb);
4264         ASSERT(fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE);
4265
4266         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
4267         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
4268                 struct page *page = bvec->bv_page;
4269                 u64 bvec_start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
4270                 u64 bvec_end = bvec_start + bvec->bv_len - 1;
4271                 u64 cur_bytenr = bvec_start;
4272
4273                 ASSERT(IS_ALIGNED(bvec->bv_len, fs_info->nodesize));
4274
4275                 /* Iterate through all extent buffers in the range */
4276                 while (cur_bytenr <= bvec_end) {
4277                         struct extent_buffer *eb;
4278                         int done;
4279
4280                         /*
4281                          * Here we can't use find_extent_buffer(), as it may
4282                          * try to lock eb->refs_lock, which is not safe in endio
4283                          * context.
4284                          */
4285                         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, cur_bytenr);
4286                         ASSERT(eb);
4287
4288                         cur_bytenr = eb->start + eb->len;
4289
4290                         ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags));
4291                         done = atomic_dec_and_test(&eb->io_pages);
4292                         ASSERT(done);
4293
4294                         if (bio->bi_status ||
4295                             test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)) {
4296                                 ClearPageUptodate(page);
4297                                 set_btree_ioerr(page, eb);
4298                         }
4299
4300                         btrfs_subpage_clear_writeback(fs_info, page, eb->start,
4301                                                       eb->len);
4302                         end_extent_buffer_writeback(eb);
4303                         /*
4304                          * free_extent_buffer() will grab spinlock which is not
4305                          * safe in endio context. Thus here we manually dec
4306                          * the ref.
4307                          */
4308                         atomic_dec(&eb->refs);
4309                 }
4310         }
4311         bio_put(bio);
4312 }
4313
4314 static void end_bio_extent_buffer_writepage(struct bio *bio)
4315 {
4316         struct bio_vec *bvec;
4317         struct extent_buffer *eb;
4318         int done;
4319         struct bvec_iter_all iter_all;
4320
4321         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
4322         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
4323                 struct page *page = bvec->bv_page;
4324
4325                 eb = (struct extent_buffer *)page->private;
4326                 BUG_ON(!eb);
4327                 done = atomic_dec_and_test(&eb->io_pages);
4328
4329                 if (bio->bi_status ||
4330                     test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)) {
4331                         ClearPageUptodate(page);
4332                         set_btree_ioerr(page, eb);
4333                 }
4334
4335                 end_page_writeback(page);
4336
4337                 if (!done)
4338                         continue;
4339
4340                 end_extent_buffer_writeback(eb);
4341         }
4342
4343         bio_put(bio);
4344 }
4345
4346 static void prepare_eb_write(struct extent_buffer *eb)
4347 {
4348         u32 nritems;
4349         unsigned long start;
4350         unsigned long end;
4351
4352         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
4353         atomic_set(&eb->io_pages, num_extent_pages(eb));
4354
4355         /* Set btree blocks beyond nritems with 0 to avoid stale content */
4356         nritems = btrfs_header_nritems(eb);
4357         if (btrfs_header_level(eb) > 0) {
4358                 end = btrfs_node_key_ptr_offset(nritems);
4359                 memzero_extent_buffer(eb, end, eb->len - end);
4360         } else {
4361                 /*
4362                  * Leaf:
4363                  * header 0 1 2 .. N ... data_N .. data_2 data_1 data_0
4364                  */
4365                 start = btrfs_item_nr_offset(nritems);
4366                 end = BTRFS_LEAF_DATA_OFFSET + leaf_data_end(eb);
4367                 memzero_extent_buffer(eb, start, end - start);
4368         }
4369 }
4370
4371 /*
4372  * Unlike the work in write_one_eb(), we rely completely on extent locking.
4373  * Page locking is only utilized at minimum to keep the VMM code happy.
4374  */
4375 static int write_one_subpage_eb(struct extent_buffer *eb,
4376                                 struct writeback_control *wbc,
4377                                 struct extent_page_data *epd)
4378 {
4379         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4380         struct page *page = eb->pages[0];
4381         unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc) | REQ_META;
4382         bool no_dirty_ebs = false;
4383         int ret;
4384
4385         prepare_eb_write(eb);
4386
4387         /* clear_page_dirty_for_io() in subpage helper needs page locked */
4388         lock_page(page);
4389         btrfs_subpage_set_writeback(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4390
4391         /* Check if this is the last dirty bit to update nr_written */
4392         no_dirty_ebs = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page,
4393                                                           eb->start, eb->len);
4394         if (no_dirty_ebs)
4395                 clear_page_dirty_for_io(page);
4396
4397         ret = submit_extent_page(REQ_OP_WRITE | write_flags, wbc,
4398                         &epd->bio_ctrl, page, eb->start, eb->len,
4399                         eb->start - page_offset(page),
4400                         end_bio_subpage_eb_writepage, 0, 0, false);
4401         if (ret) {
4402                 btrfs_subpage_clear_writeback(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4403                 set_btree_ioerr(page, eb);
4404                 unlock_page(page);
4405
4406                 if (atomic_dec_and_test(&eb->io_pages))
4407                         end_extent_buffer_writeback(eb);
4408                 return -EIO;
4409         }
4410         unlock_page(page);
4411         /*
4412          * Submission finished without problem, if no range of the page is
4413          * dirty anymore, we have submitted a page.  Update nr_written in wbc.
4414          */
4415         if (no_dirty_ebs)
4416                 update_nr_written(wbc, 1);
4417         return ret;
4418 }
4419
4420 static noinline_for_stack int write_one_eb(struct extent_buffer *eb,
4421                         struct writeback_control *wbc,
4422                         struct extent_page_data *epd)
4423 {
4424         u64 disk_bytenr = eb->start;
4425         int i, num_pages;
4426         unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc) | REQ_META;
4427         int ret = 0;
4428
4429         prepare_eb_write(eb);
4430
4431         num_pages = num_extent_pages(eb);
4432         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4433                 struct page *p = eb->pages[i];
4434
4435                 clear_page_dirty_for_io(p);
4436                 set_page_writeback(p);
4437                 ret = submit_extent_page(REQ_OP_WRITE | write_flags, wbc,
4438                                          &epd->bio_ctrl, p, disk_bytenr,
4439                                          PAGE_SIZE, 0,
4440                                          end_bio_extent_buffer_writepage,
4441                                          0, 0, false);
4442                 if (ret) {
4443                         set_btree_ioerr(p, eb);
4444                         if (PageWriteback(p))
4445                                 end_page_writeback(p);
4446                         if (atomic_sub_and_test(num_pages - i, &eb->io_pages))
4447                                 end_extent_buffer_writeback(eb);
4448                         ret = -EIO;
4449                         break;
4450                 }
4451                 disk_bytenr += PAGE_SIZE;
4452                 update_nr_written(wbc, 1);
4453                 unlock_page(p);
4454         }
4455
4456         if (unlikely(ret)) {
4457                 for (; i < num_pages; i++) {
4458                         struct page *p = eb->pages[i];
4459                         clear_page_dirty_for_io(p);
4460                         unlock_page(p);
4461                 }
4462         }
4463
4464         return ret;
4465 }
4466
4467 /*
4468  * Submit one subpage btree page.
4469  *
4470  * The main difference to submit_eb_page() is:
4471  * - Page locking
4472  *   For subpage, we don't rely on page locking at all.
4473  *
4474  * - Flush write bio
4475  *   We only flush bio if we may be unable to fit current extent buffers into
4476  *   current bio.
4477  *
4478  * Return >=0 for the number of submitted extent buffers.
4479  * Return <0 for fatal error.
4480  */
4481 static int submit_eb_subpage(struct page *page,
4482                              struct writeback_control *wbc,
4483                              struct extent_page_data *epd)
4484 {
4485         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
4486         int submitted = 0;
4487         u64 page_start = page_offset(page);
4488         int bit_start = 0;
4489         const int nbits = BTRFS_SUBPAGE_BITMAP_SIZE;
4490         int sectors_per_node = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
4491         int ret;
4492
4493         /* Lock and write each dirty extent buffers in the range */
4494         while (bit_start < nbits) {
4495                 struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
4496                 struct extent_buffer *eb;
4497                 unsigned long flags;
4498                 u64 start;
4499
4500                 /*
4501                  * Take private lock to ensure the subpage won't be detached
4502                  * in the meantime.
4503                  */
4504                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4505                 if (!PagePrivate(page)) {
4506                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4507                         break;
4508                 }
4509                 spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
4510                 if (!((1 << bit_start) & subpage->dirty_bitmap)) {
4511                         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
4512                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4513                         bit_start++;
4514                         continue;
4515                 }
4516
4517                 start = page_start + bit_start * fs_info->sectorsize;
4518                 bit_start += sectors_per_node;
4519
4520                 /*
4521                  * Here we just want to grab the eb without touching extra
4522                  * spin locks, so call find_extent_buffer_nolock().
4523                  */
4524                 eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
4525                 spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
4526                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4527
4528                 /*
4529                  * The eb has already reached 0 refs thus find_extent_buffer()
4530                  * doesn't return it. We don't need to write back such eb
4531                  * anyway.
4532                  */
4533                 if (!eb)
4534                         continue;
4535
4536                 ret = lock_extent_buffer_for_io(eb, epd);
4537                 if (ret == 0) {
4538                         free_extent_buffer(eb);
4539                         continue;
4540                 }
4541                 if (ret < 0) {
4542                         free_extent_buffer(eb);
4543                         goto cleanup;
4544                 }
4545                 ret = write_one_subpage_eb(eb, wbc, epd);
4546                 free_extent_buffer(eb);
4547                 if (ret < 0)
4548                         goto cleanup;
4549                 submitted++;
4550         }
4551         return submitted;
4552
4553 cleanup:
4554         /* We hit error, end bio for the submitted extent buffers */
4555         end_write_bio(epd, ret);
4556         return ret;
4557 }
4558
4559 /*
4560  * Submit all page(s) of one extent buffer.
4561  *
4562  * @page:       the page of one extent buffer
4563  * @eb_context: to determine if we need to submit this page, if current page
4564  *              belongs to this eb, we don't need to submit
4565  *
4566  * The caller should pass each page in their bytenr order, and here we use
4567  * @eb_context to determine if we have submitted pages of one extent buffer.
4568  *
4569  * If we have, we just skip until we hit a new page that doesn't belong to
4570  * current @eb_context.
4571  *
4572  * If not, we submit all the page(s) of the extent buffer.
4573  *
4574  * Return >0 if we have submitted the extent buffer successfully.
4575  * Return 0 if we don't need to submit the page, as it's already submitted by
4576  * previous call.
4577  * Return <0 for fatal error.
4578  */
4579 static int submit_eb_page(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
4580                           struct extent_page_data *epd,
4581                           struct extent_buffer **eb_context)
4582 {
4583         struct address_space *mapping = page->mapping;
4584         struct btrfs_block_group *cache = NULL;
4585         struct extent_buffer *eb;
4586         int ret;
4587
4588         if (!PagePrivate(page))
4589                 return 0;
4590
4591         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->sectorsize < PAGE_SIZE)
4592                 return submit_eb_subpage(page, wbc, epd);
4593
4594         spin_lock(&mapping->private_lock);
4595         if (!PagePrivate(page)) {
4596                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4597                 return 0;
4598         }
4599
4600         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
4601
4602         /*
4603          * Shouldn't happen and normally this would be a BUG_ON but no point
4604          * crashing the machine for something we can survive anyway.
4605          */
4606         if (WARN_ON(!eb)) {
4607                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4608                 return 0;
4609         }
4610
4611         if (eb == *eb_context) {
4612                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4613                 return 0;
4614         }
4615         ret = atomic_inc_not_zero(&eb->refs);
4616         spin_unlock(&mapping->private_lock);
4617         if (!ret)
4618                 return 0;
4619
4620         if (!btrfs_check_meta_write_pointer(eb->fs_info, eb, &cache)) {
4621                 /*
4622                  * If for_sync, this hole will be filled with
4623                  * trasnsaction commit.
4624                  */
4625                 if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL && !wbc->for_sync)
4626                         ret = -EAGAIN;
4627                 else
4628                         ret = 0;
4629                 free_extent_buffer(eb);
4630                 return ret;
4631         }
4632
4633         *eb_context = eb;
4634
4635         ret = lock_extent_buffer_for_io(eb, epd);
4636         if (ret <= 0) {
4637                 btrfs_revert_meta_write_pointer(cache, eb);
4638                 if (cache)
4639                         btrfs_put_block_group(cache);
4640                 free_extent_buffer(eb);
4641                 return ret;
4642         }
4643         if (cache)
4644                 btrfs_put_block_group(cache);
4645         ret = write_one_eb(eb, wbc, epd);
4646         free_extent_buffer(eb);
4647         if (ret < 0)
4648                 return ret;
4649         return 1;
4650 }
4651
4652 int btree_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
4653                                    struct writeback_control *wbc)
4654 {
4655         struct extent_buffer *eb_context = NULL;
4656         struct extent_page_data epd = {
4657                 .bio_ctrl = { 0 },
4658                 .extent_locked = 0,
4659                 .sync_io = wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL,
4660         };
4661         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(mapping->host)->root->fs_info;
4662         int ret = 0;
4663         int done = 0;
4664         int nr_to_write_done = 0;
4665         struct pagevec pvec;
4666         int nr_pages;
4667         pgoff_t index;
4668         pgoff_t end;            /* Inclusive */
4669         int scanned = 0;
4670         xa_mark_t tag;
4671
4672         pagevec_init(&pvec);
4673         if (wbc->range_cyclic) {
4674                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
4675                 end = -1;
4676                 /*
4677                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
4678                  * range, mark it as scanned.
4679                  */
4680                 scanned = (index == 0);
4681         } else {
4682                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
4683                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
4684                 scanned = 1;
4685         }
4686         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
4687                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
4688         else
4689                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
4690         btrfs_zoned_meta_io_lock(fs_info);
4691 retry:
4692         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
4693                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
4694         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
4695                (nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index, end,
4696                         tag))) {
4697                 unsigned i;
4698
4699                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
4700                         struct page *page = pvec.pages[i];
4701
4702                         ret = submit_eb_page(page, wbc, &epd, &eb_context);
4703                         if (ret == 0)
4704                                 continue;
4705                         if (ret < 0) {
4706                                 done = 1;
4707                                 break;
4708                         }
4709
4710                         /*
4711                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
4712                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
4713                          * at any time
4714                          */
4715                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
4716                 }
4717                 pagevec_release(&pvec);
4718                 cond_resched();
4719         }
4720         if (!scanned && !done) {
4721                 /*
4722                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
4723                  * back to the start of the file
4724                  */
4725                 scanned = 1;
4726                 index = 0;
4727                 goto retry;
4728         }
4729         if (ret < 0) {
4730                 end_write_bio(&epd, ret);
4731                 goto out;
4732         }
4733         /*
4734          * If something went wrong, don't allow any metadata write bio to be
4735          * submitted.
4736          *
4737          * This would prevent use-after-free if we had dirty pages not
4738          * cleaned up, which can still happen by fuzzed images.
4739          *
4740          * - Bad extent tree
4741          *   Allowing existing tree block to be allocated for other trees.
4742          *
4743          * - Log tree operations
4744          *   Exiting tree blocks get allocated to log tree, bumps its
4745          *   generation, then get cleaned in tree re-balance.
4746          *   Such tree block will not be written back, since it's clean,
4747          *   thus no WRITTEN flag set.
4748          *   And after log writes back, this tree block is not traced by
4749          *   any dirty extent_io_tree.
4750          *
4751          * - Offending tree block gets re-dirtied from its original owner
4752          *   Since it has bumped generation, no WRITTEN flag, it can be
4753          *   reused without COWing. This tree block will not be traced
4754          *   by btrfs_transaction::dirty_pages.
4755          *
4756          *   Now such dirty tree block will not be cleaned by any dirty
4757          *   extent io tree. Thus we don't want to submit such wild eb
4758          *   if the fs already has error.
4759          */
4760         if (!test_bit(BTRFS_FS_STATE_ERROR, &fs_info->fs_state)) {
4761                 ret = flush_write_bio(&epd);
4762         } else {
4763                 ret = -EROFS;
4764                 end_write_bio(&epd, ret);
4765         }
4766 out:
4767         btrfs_zoned_meta_io_unlock(fs_info);
4768         return ret;
4769 }
4770
4771 /**
4772  * Walk the list of dirty pages of the given address space and write all of them.
4773  *
4774  * @mapping: address space structure to write
4775  * @wbc:     subtract the number of written pages from *@wbc->nr_to_write
4776  * @epd:     holds context for the write, namely the bio
4777  *
4778  * If a page is already under I/O, write_cache_pages() skips it, even
4779  * if it's dirty.  This is desirable behaviour for memory-cleaning writeback,
4780  * but it is INCORRECT for data-integrity system calls such as fsync().  fsync()
4781  * and msync() need to guarantee that all the data which was dirty at the time
4782  * the call was made get new I/O started against them.  If wbc->sync_mode is
4783  * WB_SYNC_ALL then we were called for data integrity and we must wait for
4784  * existing IO to complete.
4785  */
4786 static int extent_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
4787                              struct writeback_control *wbc,
4788                              struct extent_page_data *epd)
4789 {
4790         struct inode *inode = mapping->host;
4791         int ret = 0;
4792         int done = 0;
4793         int nr_to_write_done = 0;
4794         struct pagevec pvec;
4795         int nr_pages;
4796         pgoff_t index;
4797         pgoff_t end;            /* Inclusive */
4798         pgoff_t done_index;
4799         int range_whole = 0;
4800         int scanned = 0;
4801         xa_mark_t tag;
4802
4803         /*
4804          * We have to hold onto the inode so that ordered extents can do their
4805          * work when the IO finishes.  The alternative to this is failing to add
4806          * an ordered extent if the igrab() fails there and that is a huge pain
4807          * to deal with, so instead just hold onto the inode throughout the
4808          * writepages operation.  If it fails here we are freeing up the inode
4809          * anyway and we'd rather not waste our time writing out stuff that is
4810          * going to be truncated anyway.
4811          */
4812         if (!igrab(inode))
4813                 return 0;
4814
4815         pagevec_init(&pvec);
4816         if (wbc->range_cyclic) {
4817                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
4818                 end = -1;
4819                 /*
4820                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
4821                  * range, mark it as scanned.
4822                  */
4823                 scanned = (index == 0);
4824         } else {
4825                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
4826                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
4827                 if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
4828                         range_whole = 1;
4829                 scanned = 1;
4830         }
4831
4832         /*
4833          * We do the tagged writepage as long as the snapshot flush bit is set
4834          * and we are the first one who do the filemap_flush() on this inode.
4835          *
4836          * The nr_to_write == LONG_MAX is needed to make sure other flushers do
4837          * not race in and drop the bit.
4838          */
4839         if (range_whole && wbc->nr_to_write == LONG_MAX &&
4840             test_and_clear_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
4841                                &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
4842                 wbc->tagged_writepages = 1;
4843
4844         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
4845                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
4846         else
4847                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
4848 retry:
4849         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
4850                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
4851         done_index = index;
4852         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
4853                         (nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping,
4854                                                 &index, end, tag))) {
4855                 unsigned i;
4856
4857                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
4858                         struct page *page = pvec.pages[i];
4859
4860                         done_index = page->index + 1;
4861                         /*
4862                          * At this point we hold neither the i_pages lock nor
4863                          * the page lock: the page may be truncated or
4864                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
4865                          * or even swizzled back from swapper_space to
4866                          * tmpfs file mapping
4867                          */
4868                         if (!trylock_page(page)) {
4869                                 ret = flush_write_bio(epd);
4870                                 BUG_ON(ret < 0);
4871                                 lock_page(page);
4872                         }
4873
4874                         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
4875                                 unlock_page(page);
4876                                 continue;
4877                         }
4878
4879                         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE) {
4880                                 if (PageWriteback(page)) {
4881                                         ret = flush_write_bio(epd);
4882                                         BUG_ON(ret < 0);
4883                                 }
4884                                 wait_on_page_writeback(page);
4885                         }
4886
4887                         if (PageWriteback(page) ||
4888                             !clear_page_dirty_for_io(page)) {
4889                                 unlock_page(page);
4890                                 continue;
4891                         }
4892
4893                         ret = __extent_writepage(page, wbc, epd);
4894                         if (ret < 0) {
4895                                 done = 1;
4896                                 break;
4897                         }
4898
4899                         /*
4900                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
4901                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
4902                          * at any time
4903                          */
4904                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
4905                 }
4906                 pagevec_release(&pvec);
4907                 cond_resched();
4908         }
4909         if (!scanned && !done) {
4910                 /*
4911                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
4912                  * back to the start of the file
4913                  */
4914                 scanned = 1;
4915                 index = 0;
4916
4917                 /*
4918                  * If we're looping we could run into a page that is locked by a
4919                  * writer and that writer could be waiting on writeback for a
4920                  * page in our current bio, and thus deadlock, so flush the
4921                  * write bio here.
4922                  */
4923                 ret = flush_write_bio(epd);
4924                 if (!ret)
4925                         goto retry;
4926         }
4927
4928         if (wbc->range_cyclic || (wbc->nr_to_write > 0 && range_whole))
4929                 mapping->writeback_index = done_index;
4930
4931         btrfs_add_delayed_iput(inode);
4932         return ret;
4933 }
4934
4935 int extent_write_full_page(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
4936 {
4937         int ret;
4938         struct extent_page_data epd = {
4939                 .bio_ctrl = { 0 },
4940                 .extent_locked = 0,
4941                 .sync_io = wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL,
4942         };
4943
4944         ret = __extent_writepage(page, wbc, &epd);
4945         ASSERT(ret <= 0);
4946         if (ret < 0) {
4947                 end_write_bio(&epd, ret);
4948                 return ret;
4949         }
4950
4951         ret = flush_write_bio(&epd);
4952         ASSERT(ret <= 0);
4953         return ret;
4954 }
4955
4956 int extent_write_locked_range(struct inode *inode, u64 start, u64 end,
4957                               int mode)
4958 {
4959         int ret = 0;
4960         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
4961         struct page *page;
4962         unsigned long nr_pages = (end - start + PAGE_SIZE) >>
4963                 PAGE_SHIFT;
4964
4965         struct extent_page_data epd = {
4966                 .bio_ctrl = { 0 },
4967                 .extent_locked = 1,
4968                 .sync_io = mode == WB_SYNC_ALL,
4969         };
4970         struct writeback_control wbc_writepages = {
4971                 .sync_mode      = mode,
4972                 .nr_to_write    = nr_pages * 2,
4973                 .range_start    = start,
4974                 .range_end      = end + 1,
4975                 /* We're called from an async helper function */
4976                 .punt_to_cgroup = 1,
4977                 .no_cgroup_owner = 1,
4978         };
4979
4980         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc_writepages, inode);
4981         while (start <= end) {
4982                 page = find_get_page(mapping, start >> PAGE_SHIFT);
4983                 if (clear_page_dirty_for_io(page))
4984                         ret = __extent_writepage(page, &wbc_writepages, &epd);
4985                 else {
4986                         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(BTRFS_I(inode),
4987                                         page, start, start + PAGE_SIZE - 1, 1);
4988                         unlock_page(page);
4989                 }
4990                 put_page(page);
4991                 start += PAGE_SIZE;
4992         }
4993
4994         ASSERT(ret <= 0);
4995         if (ret == 0)
4996                 ret = flush_write_bio(&epd);
4997         else
4998                 end_write_bio(&epd, ret);
4999
5000         wbc_detach_inode(&wbc_writepages);
5001         return ret;
5002 }
5003
5004 int extent_writepages(struct address_space *mapping,
5005                       struct writeback_control *wbc)
5006 {
5007         int ret = 0;
5008         struct extent_page_data epd = {
5009                 .bio_ctrl = { 0 },
5010                 .extent_locked = 0,
5011                 .sync_io = wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL,
5012         };
5013
5014         ret = extent_write_cache_pages(mapping, wbc, &epd);
5015         ASSERT(ret <= 0);
5016         if (ret < 0) {
5017                 end_write_bio(&epd, ret);
5018                 return ret;
5019         }
5020         ret = flush_write_bio(&epd);
5021         return ret;
5022 }
5023
5024 void extent_readahead(struct readahead_control *rac)
5025 {
5026         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
5027         struct page *pagepool[16];
5028         struct extent_map *em_cached = NULL;
5029         u64 prev_em_start = (u64)-1;
5030         int nr;
5031
5032         while ((nr = readahead_page_batch(rac, pagepool))) {
5033                 u64 contig_start = readahead_pos(rac);
5034                 u64 contig_end = contig_start + readahead_batch_length(rac) - 1;
5035
5036                 contiguous_readpages(pagepool, nr, contig_start, contig_end,
5037                                 &em_cached, &bio_ctrl, &prev_em_start);
5038         }
5039
5040         if (em_cached)
5041                 free_extent_map(em_cached);
5042
5043         if (bio_ctrl.bio) {
5044                 if (submit_one_bio(bio_ctrl.bio, 0, bio_ctrl.bio_flags))
5045                         return;
5046         }
5047 }
5048
5049 /*
5050  * basic invalidatepage code, this waits on any locked or writeback
5051  * ranges corresponding to the page, and then deletes any extent state
5052  * records from the tree
5053  */
5054 int extent_invalidatepage(struct extent_io_tree *tree,
5055                           struct page *page, unsigned long offset)
5056 {
5057         struct extent_state *cached_state = NULL;
5058         u64 start = page_offset(page);
5059         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
5060         size_t blocksize = page->mapping->host->i_sb->s_blocksize;
5061
5062         /* This function is only called for the btree inode */
5063         ASSERT(tree->owner == IO_TREE_BTREE_INODE_IO);
5064
5065         start += ALIGN(offset, blocksize);
5066         if (start > end)
5067                 return 0;
5068
5069         lock_extent_bits(tree, start, end, &cached_state);
5070         wait_on_page_writeback(page);
5071
5072         /*
5073          * Currently for btree io tree, only EXTENT_LOCKED is utilized,
5074          * so here we only need to unlock the extent range to free any
5075          * existing extent state.
5076          */
5077         unlock_extent_cached(tree, start, end, &cached_state);
5078         return 0;
5079 }
5080
5081 /*
5082  * a helper for releasepage, this tests for areas of the page that
5083  * are locked or under IO and drops the related state bits if it is safe
5084  * to drop the page.
5085  */
5086 static int try_release_extent_state(struct extent_io_tree *tree,
5087                                     struct page *page, gfp_t mask)
5088 {
5089         u64 start = page_offset(page);
5090         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
5091         int ret = 1;
5092
5093         if (test_range_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED, 0, NULL)) {
5094                 ret = 0;
5095         } else {
5096                 /*
5097                  * At this point we can safely clear everything except the
5098                  * locked bit, the nodatasum bit and the delalloc new bit.
5099                  * The delalloc new bit will be cleared by ordered extent
5100                  * completion.
5101                  */
5102                 ret = __clear_extent_bit(tree, start, end,
5103                          ~(EXTENT_LOCKED | EXTENT_NODATASUM | EXTENT_DELALLOC_NEW),
5104                          0, 0, NULL, mask, NULL);
5105
5106                 /* if clear_extent_bit failed for enomem reasons,
5107                  * we can't allow the release to continue.
5108                  */
5109                 if (ret < 0)
5110                         ret = 0;
5111                 else
5112                         ret = 1;
5113         }
5114         return ret;
5115 }
5116
5117 /*
5118  * a helper for releasepage.  As long as there are no locked extents
5119  * in the range corresponding to the page, both state records and extent
5120  * map records are removed
5121  */
5122 int try_release_extent_mapping(struct page *page, gfp_t mask)
5123 {
5124         struct extent_map *em;
5125         u64 start = page_offset(page);
5126         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
5127         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
5128         struct extent_io_tree *tree = &btrfs_inode->io_tree;
5129         struct extent_map_tree *map = &btrfs_inode->extent_tree;
5130
5131         if (gfpflags_allow_blocking(mask) &&
5132             page->mapping->host->i_size > SZ_16M) {
5133                 u64 len;
5134                 while (start <= end) {
5135                         struct btrfs_fs_info *fs_info;
5136                         u64 cur_gen;
5137
5138                         len = end - start + 1;
5139                         write_lock(&map->lock);
5140                         em = lookup_extent_mapping(map, start, len);
5141                         if (!em) {
5142                                 write_unlock(&map->lock);
5143                                 break;
5144                         }
5145                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags) ||
5146                             em->start != start) {
5147                                 write_unlock(&map->lock);
5148                                 free_extent_map(em);
5149                                 break;
5150                         }
5151                         if (test_range_bit(tree, em->start,
5152                                            extent_map_end(em) - 1,
5153                                            EXTENT_LOCKED, 0, NULL))
5154                                 goto next;
5155                         /*
5156                          * If it's not in the list of modified extents, used
5157                          * by a fast fsync, we can remove it. If it's being
5158                          * logged we can safely remove it since fsync took an
5159                          * extra reference on the em.
5160                          */
5161                         if (list_empty(&em->list) ||
5162                             test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags))
5163                                 goto remove_em;
5164                         /*
5165                          * If it's in the list of modified extents, remove it
5166                          * only if its generation is older then the current one,
5167                          * in which case we don't need it for a fast fsync.
5168                          * Otherwise don't remove it, we could be racing with an
5169                          * ongoing fast fsync that could miss the new extent.
5170                          */
5171                         fs_info = btrfs_inode->root->fs_info;
5172                         spin_lock(&fs_info->trans_lock);
5173                         cur_gen = fs_info->generation;
5174                         spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
5175                         if (em->generation >= cur_gen)
5176                                 goto next;
5177 remove_em:
5178                         /*
5179                          * We only remove extent maps that are not in the list of
5180                          * modified extents or that are in the list but with a
5181                          * generation lower then the current generation, so there
5182                          * is no need to set the full fsync flag on the inode (it
5183                          * hurts the fsync performance for workloads with a data
5184                          * size that exceeds or is close to the system's memory).
5185                          */
5186                         remove_extent_mapping(map, em);
5187                         /* once for the rb tree */
5188                         free_extent_map(em);
5189 next:
5190                         start = extent_map_end(em);
5191                         write_unlock(&map->lock);
5192
5193                         /* once for us */
5194                         free_extent_map(em);
5195
5196                         cond_resched(); /* Allow large-extent preemption. */
5197                 }
5198         }
5199         return try_release_extent_state(tree, page, mask);
5200 }
5201
5202 /*
5203  * helper function for fiemap, which doesn't want to see any holes.
5204  * This maps until we find something past 'last'
5205  */
5206 static struct extent_map *get_extent_skip_holes(struct btrfs_inode *inode,
5207                                                 u64 offset, u64 last)
5208 {
5209         u64 sectorsize = btrfs_inode_sectorsize(inode);
5210         struct extent_map *em;
5211         u64 len;
5212
5213         if (offset >= last)
5214                 return NULL;
5215
5216         while (1) {
5217                 len = last - offset;
5218                 if (len == 0)
5219                         break;
5220                 len = ALIGN(len, sectorsize);
5221                 em = btrfs_get_extent_fiemap(inode, offset, len);
5222                 if (IS_ERR_OR_NULL(em))
5223                         return em;
5224
5225                 /* if this isn't a hole return it */
5226                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
5227                         return em;
5228
5229                 /* this is a hole, advance to the next extent */
5230                 offset = extent_map_end(em);
5231                 free_extent_map(em);
5232                 if (offset >= last)
5233                         break;
5234         }
5235         return NULL;
5236 }
5237
5238 /*
5239  * To cache previous fiemap extent
5240  *
5241  * Will be used for merging fiemap extent
5242  */
5243 struct fiemap_cache {
5244         u64 offset;
5245         u64 phys;
5246         u64 len;
5247         u32 flags;
5248         bool cached;
5249 };
5250
5251 /*
5252  * Helper to submit fiemap extent.
5253  *
5254  * Will try to merge current fiemap extent specified by @offset, @phys,
5255  * @len and @flags with cached one.
5256  * And only when we fails to merge, cached one will be submitted as
5257  * fiemap extent.
5258  *
5259  * Return value is the same as fiemap_fill_next_extent().
5260  */
5261 static int emit_fiemap_extent(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
5262                                 struct fiemap_cache *cache,
5263                                 u64 offset, u64 phys, u64 len, u32 flags)
5264 {
5265         int ret = 0;
5266
5267         if (!cache->cached)
5268                 goto assign;
5269
5270         /*
5271          * Sanity check, extent_fiemap() should have ensured that new
5272          * fiemap extent won't overlap with cached one.
5273          * Not recoverable.
5274          *
5275          * NOTE: Physical address can overlap, due to compression
5276          */
5277         if (cache->offset + cache->len > offset) {
5278                 WARN_ON(1);
5279                 return -EINVAL;
5280         }
5281
5282         /*
5283          * Only merges fiemap extents if
5284          * 1) Their logical addresses are continuous
5285          *
5286          * 2) Their physical addresses are continuous
5287          *    So truly compressed (physical size smaller than logical size)
5288          *    extents won't get merged with each other
5289          *
5290          * 3) Share same flags except FIEMAP_EXTENT_LAST
5291          *    So regular extent won't get merged with prealloc extent
5292          */
5293         if (cache->offset + cache->len  == offset &&
5294             cache->phys + cache->len == phys  &&
5295             (cache->flags & ~FIEMAP_EXTENT_LAST) ==
5296                         (flags & ~FIEMAP_EXTENT_LAST)) {
5297                 cache->len += len;
5298                 cache->flags |= flags;
5299                 goto try_submit_last;
5300         }
5301
5302         /* Not mergeable, need to submit cached one */
5303         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
5304                                       cache->len, cache->flags);
5305         cache->cached = false;
5306         if (ret)
5307                 return ret;
5308 assign:
5309         cache->cached = true;
5310         cache->offset = offset;
5311         cache->phys = phys;
5312         cache->len = len;
5313         cache->flags = flags;
5314 try_submit_last:
5315         if (cache->flags & FIEMAP_EXTENT_LAST) {
5316                 ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset,
5317                                 cache->phys, cache->len, cache->flags);
5318                 cache->cached = false;
5319         }
5320         return ret;
5321 }
5322
5323 /*
5324  * Emit last fiemap cache
5325  *
5326  * The last fiemap cache may still be cached in the following case:
5327  * 0                  4k                    8k
5328  * |<- Fiemap range ->|
5329  * |<------------  First extent ----------->|
5330  *
5331  * In this case, the first extent range will be cached but not emitted.
5332  * So we must emit it before ending extent_fiemap().
5333  */
5334 static int emit_last_fiemap_cache(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
5335                                   struct fiemap_cache *cache)
5336 {
5337         int ret;
5338
5339         if (!cache->cached)
5340                 return 0;
5341
5342         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
5343                                       cache->len, cache->flags);
5344         cache->cached = false;
5345         if (ret > 0)
5346                 ret = 0;
5347         return ret;
5348 }
5349
5350 int extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
5351                   u64 start, u64 len)
5352 {
5353         int ret = 0;
5354         u64 off;
5355         u64 max = start + len;
5356         u32 flags = 0;
5357         u32 found_type;
5358         u64 last;
5359         u64 last_for_get_extent = 0;
5360         u64 disko = 0;
5361         u64 isize = i_size_read(&inode->vfs_inode);
5362         struct btrfs_key found_key;
5363         struct extent_map *em = NULL;
5364         struct extent_state *cached_state = NULL;
5365         struct btrfs_path *path;
5366         struct btrfs_root *root = inode->root;
5367         struct fiemap_cache cache = { 0 };
5368         struct ulist *roots;
5369         struct ulist *tmp_ulist;
5370         int end = 0;
5371         u64 em_start = 0;
5372         u64 em_len = 0;
5373         u64 em_end = 0;
5374
5375         if (len == 0)
5376                 return -EINVAL;
5377
5378         path = btrfs_alloc_path();
5379         if (!path)
5380                 return -ENOMEM;
5381
5382         roots = ulist_alloc(GFP_KERNEL);
5383         tmp_ulist = ulist_alloc(GFP_KERNEL);
5384         if (!roots || !tmp_ulist) {
5385                 ret = -ENOMEM;
5386                 goto out_free_ulist;
5387         }
5388
5389         /*
5390          * We can't initialize that to 'start' as this could miss extents due
5391          * to extent item merging
5392          */
5393         off = 0;
5394         start = round_down(start, btrfs_inode_sectorsize(inode));
5395         len = round_up(max, btrfs_inode_sectorsize(inode)) - start;
5396
5397         /*
5398          * lookup the last file extent.  We're not using i_size here
5399          * because there might be preallocation past i_size
5400          */
5401         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode), -1,
5402                                        0);
5403         if (ret < 0) {
5404                 goto out_free_ulist;
5405         } else {
5406                 WARN_ON(!ret);
5407                 if (ret == 1)
5408                         ret = 0;
5409         }
5410
5411         path->slots[0]--;
5412         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key, path->slots[0]);
5413         found_type = found_key.type;
5414
5415         /* No extents, but there might be delalloc bits */
5416         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5417             found_type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
5418                 /* have to trust i_size as the end */
5419                 last = (u64)-1;
5420                 last_for_get_extent = isize;
5421         } else {
5422                 /*
5423                  * remember the start of the last extent.  There are a
5424                  * bunch of different factors that go into the length of the
5425                  * extent, so its much less complex to remember where it started
5426                  */
5427                 last = found_key.offset;
5428                 last_for_get_extent = last + 1;
5429         }
5430         btrfs_release_path(path);
5431
5432         /*
5433          * we might have some extents allocated but more delalloc past those
5434          * extents.  so, we trust isize unless the start of the last extent is
5435          * beyond isize
5436          */
5437         if (last < isize) {
5438                 last = (u64)-1;
5439                 last_for_get_extent = isize;
5440         }
5441
5442         lock_extent_bits(&inode->io_tree, start, start + len - 1,
5443                          &cached_state);
5444
5445         em = get_extent_skip_holes(inode, start, last_for_get_extent);
5446         if (!em)
5447                 goto out;
5448         if (IS_ERR(em)) {
5449                 ret = PTR_ERR(em);
5450                 goto out;
5451         }
5452
5453         while (!end) {
5454                 u64 offset_in_extent = 0;
5455
5456                 /* break if the extent we found is outside the range */
5457                 if (em->start >= max || extent_map_end(em) < off)
5458                         break;
5459
5460                 /*
5461                  * get_extent may return an extent that starts before our
5462                  * requested range.  We have to make sure the ranges
5463                  * we return to fiemap always move forward and don't
5464                  * overlap, so adjust the offsets here
5465                  */
5466                 em_start = max(em->start, off);
5467
5468                 /*
5469                  * record the offset from the start of the extent
5470                  * for adjusting the disk offset below.  Only do this if the
5471                  * extent isn't compressed since our in ram offset may be past
5472                  * what we have actually allocated on disk.
5473                  */
5474                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
5475                         offset_in_extent = em_start - em->start;
5476                 em_end = extent_map_end(em);
5477                 em_len = em_end - em_start;
5478                 flags = 0;
5479                 if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
5480                         disko = em->block_start + offset_in_extent;
5481                 else
5482                         disko = 0;
5483
5484                 /*
5485                  * bump off for our next call to get_extent
5486                  */
5487                 off = extent_map_end(em);
5488                 if (off >= max)
5489                         end = 1;
5490
5491                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
5492                         end = 1;
5493                         flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
5494                 } else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
5495                         flags |= (FIEMAP_EXTENT_DATA_INLINE |
5496                                   FIEMAP_EXTENT_NOT_ALIGNED);
5497                 } else if (em->block_start == EXTENT_MAP_DELALLOC) {
5498                         flags |= (FIEMAP_EXTENT_DELALLOC |
5499                                   FIEMAP_EXTENT_UNKNOWN);
5500                 } else if (fieinfo->fi_extents_max) {
5501                         u64 bytenr = em->block_start -
5502                                 (em->start - em->orig_start);
5503
5504                         /*
5505                          * As btrfs supports shared space, this information
5506                          * can be exported to userspace tools via
5507                          * flag FIEMAP_EXTENT_SHARED.  If fi_extents_max == 0
5508                          * then we're just getting a count and we can skip the
5509                          * lookup stuff.
5510                          */
5511                         ret = btrfs_check_shared(root, btrfs_ino(inode),
5512                                                  bytenr, roots, tmp_ulist);
5513                         if (ret < 0)
5514                                 goto out_free;
5515                         if (ret)
5516                                 flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
5517                         ret = 0;
5518                 }
5519                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
5520                         flags |= FIEMAP_EXTENT_ENCODED;
5521                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
5522                         flags |= FIEMAP_EXTENT_UNWRITTEN;
5523
5524                 free_extent_map(em);
5525                 em = NULL;
5526                 if ((em_start >= last) || em_len == (u64)-1 ||
5527                    (last == (u64)-1 && isize <= em_end)) {
5528                         flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
5529                         end = 1;
5530                 }
5531
5532                 /* now scan forward to see if this is really the last extent. */
5533                 em = get_extent_skip_holes(inode, off, last_for_get_extent);
5534                 if (IS_ERR(em)) {
5535                         ret = PTR_ERR(em);
5536                         goto out;
5537                 }
5538                 if (!em) {
5539                         flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
5540                         end = 1;
5541                 }
5542                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, em_start, disko,
5543                                            em_len, flags);
5544                 if (ret) {
5545                         if (ret == 1)
5546                                 ret = 0;
5547                         goto out_free;
5548                 }
5549         }
5550 out_free:
5551         if (!ret)
5552                 ret = emit_last_fiemap_cache(fieinfo, &cache);
5553         free_extent_map(em);
5554 out:
5555         unlock_extent_cached(&inode->io_tree, start, start + len - 1,
5556                              &cached_state);
5557
5558 out_free_ulist:
5559         btrfs_free_path(path);
5560         ulist_free(roots);
5561         ulist_free(tmp_ulist);
5562         return ret;
5563 }
5564
5565 static void __free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
5566 {
5567         kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
5568 }
5569
5570 int extent_buffer_under_io(const struct extent_buffer *eb)
5571 {
5572         return (atomic_read(&eb->io_pages) ||
5573                 test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags) ||
5574                 test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
5575 }
5576
5577 static bool page_range_has_eb(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
5578 {
5579         struct btrfs_subpage *subpage;
5580
5581         lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
5582
5583         if (PagePrivate(page)) {
5584                 subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
5585                 if (atomic_read(&subpage->eb_refs))
5586                         return true;
5587                 /*
5588                  * Even there is no eb refs here, we may still have
5589                  * end_page_read() call relying on page::private.
5590                  */
5591                 if (atomic_read(&subpage->readers))
5592                         return true;
5593         }
5594         return false;
5595 }
5596
5597 static void detach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb, struct page *page)
5598 {
5599         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
5600         const bool mapped = !test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
5601
5602         /*
5603          * For mapped eb, we're going to change the page private, which should
5604          * be done under the private_lock.
5605          */
5606         if (mapped)
5607                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
5608
5609         if (!PagePrivate(page)) {
5610                 if (mapped)
5611                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5612                 return;
5613         }
5614
5615         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
5616                 /*
5617                  * We do this since we'll remove the pages after we've
5618                  * removed the eb from the radix tree, so we could race
5619                  * and have this page now attached to the new eb.  So
5620                  * only clear page_private if it's still connected to
5621                  * this eb.
5622                  */
5623                 if (PagePrivate(page) &&
5624                     page->private == (unsigned long)eb) {
5625                         BUG_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
5626                         BUG_ON(PageDirty(page));
5627                         BUG_ON(PageWriteback(page));
5628                         /*
5629                          * We need to make sure we haven't be attached
5630                          * to a new eb.
5631                          */
5632                         detach_page_private(page);
5633                 }
5634                 if (mapped)
5635                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5636                 return;
5637         }
5638
5639         /*
5640          * For subpage, we can have dummy eb with page private.  In this case,
5641          * we can directly detach the private as such page is only attached to
5642          * one dummy eb, no sharing.
5643          */
5644         if (!mapped) {
5645                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
5646                 return;
5647         }
5648
5649         btrfs_page_dec_eb_refs(fs_info, page);
5650
5651         /*
5652          * We can only detach the page private if there are no other ebs in the
5653          * page range and no unfinished IO.
5654          */
5655         if (!page_range_has_eb(fs_info, page))
5656                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
5657
5658         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5659 }
5660
5661 /* Release all pages attached to the extent buffer */
5662 static void btrfs_release_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb)
5663 {
5664         int i;
5665         int num_pages;
5666
5667         ASSERT(!extent_buffer_under_io(eb));
5668
5669         num_pages = num_extent_pages(eb);
5670         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5671                 struct page *page = eb->pages[i];
5672
5673                 if (!page)
5674                         continue;
5675
5676                 detach_extent_buffer_page(eb, page);
5677
5678                 /* One for when we allocated the page */
5679                 put_page(page);
5680         }
5681 }
5682
5683 /*
5684  * Helper for releasing the extent buffer.
5685  */
5686 static inline void btrfs_release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
5687 {
5688         btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
5689         btrfs_leak_debug_del(&eb->fs_info->eb_leak_lock, &eb->leak_list);
5690         __free_extent_buffer(eb);
5691 }
5692
5693 static struct extent_buffer *
5694 __alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start,
5695                       unsigned long len)
5696 {
5697         struct extent_buffer *eb = NULL;
5698
5699         eb = kmem_cache_zalloc(extent_buffer_cache, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
5700         eb->start = start;
5701         eb->len = len;
5702         eb->fs_info = fs_info;
5703         eb->bflags = 0;
5704         init_rwsem(&eb->lock);
5705
5706         btrfs_leak_debug_add(&fs_info->eb_leak_lock, &eb->leak_list,
5707                              &fs_info->allocated_ebs);
5708         INIT_LIST_HEAD(&eb->release_list);
5709
5710         spin_lock_init(&eb->refs_lock);
5711         atomic_set(&eb->refs, 1);
5712         atomic_set(&eb->io_pages, 0);
5713
5714         ASSERT(len <= BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE);
5715
5716         return eb;
5717 }
5718
5719 struct extent_buffer *btrfs_clone_extent_buffer(const struct extent_buffer *src)
5720 {
5721         int i;
5722         struct page *p;
5723         struct extent_buffer *new;
5724         int num_pages = num_extent_pages(src);
5725
5726         new = __alloc_extent_buffer(src->fs_info, src->start, src->len);
5727         if (new == NULL)
5728                 return NULL;
5729
5730         /*
5731          * Set UNMAPPED before calling btrfs_release_extent_buffer(), as
5732          * btrfs_release_extent_buffer() have different behavior for
5733          * UNMAPPED subpage extent buffer.
5734          */
5735         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &new->bflags);
5736
5737         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5738                 int ret;
5739
5740                 p = alloc_page(GFP_NOFS);
5741                 if (!p) {
5742                         btrfs_release_extent_buffer(new);
5743                         return NULL;
5744                 }
5745                 ret = attach_extent_buffer_page(new, p, NULL);
5746                 if (ret < 0) {
5747                         put_page(p);
5748                         btrfs_release_extent_buffer(new);
5749                         return NULL;
5750                 }
5751                 WARN_ON(PageDirty(p));
5752                 new->pages[i] = p;
5753                 copy_page(page_address(p), page_address(src->pages[i]));
5754         }
5755         set_extent_buffer_uptodate(new);
5756
5757         return new;
5758 }
5759
5760 struct extent_buffer *__alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5761                                                   u64 start, unsigned long len)
5762 {
5763         struct extent_buffer *eb;
5764         int num_pages;
5765         int i;
5766
5767         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
5768         if (!eb)
5769                 return NULL;
5770
5771         num_pages = num_extent_pages(eb);
5772         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5773                 int ret;
5774
5775                 eb->pages[i] = alloc_page(GFP_NOFS);
5776                 if (!eb->pages[i])
5777                         goto err;
5778                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, eb->pages[i], NULL);
5779                 if (ret < 0)
5780                         goto err;
5781         }
5782         set_extent_buffer_uptodate(eb);
5783         btrfs_set_header_nritems(eb, 0);
5784         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
5785
5786         return eb;
5787 err:
5788         for (; i > 0; i--) {
5789                 detach_extent_buffer_page(eb, eb->pages[i - 1]);
5790                 __free_page(eb->pages[i - 1]);
5791         }
5792         __free_extent_buffer(eb);
5793         return NULL;
5794 }
5795
5796 struct extent_buffer *alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5797                                                 u64 start)
5798 {
5799         return __alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start, fs_info->nodesize);
5800 }
5801
5802 static void check_buffer_tree_ref(struct extent_buffer *eb)
5803 {
5804         int refs;
5805         /*
5806          * The TREE_REF bit is first set when the extent_buffer is added
5807          * to the radix tree. It is also reset, if unset, when a new reference
5808          * is created by find_extent_buffer.
5809          *
5810          * It is only cleared in two cases: freeing the last non-tree
5811          * reference to the extent_buffer when its STALE bit is set or
5812          * calling releasepage when the tree reference is the only reference.
5813          *
5814          * In both cases, care is taken to ensure that the extent_buffer's
5815          * pages are not under io. However, releasepage can be concurrently
5816          * called with creating new references, which is prone to race
5817          * conditions between the calls to check_buffer_tree_ref in those
5818          * codepaths and clearing TREE_REF in try_release_extent_buffer.
5819          *
5820          * The actual lifetime of the extent_buffer in the radix tree is
5821          * adequately protected by the refcount, but the TREE_REF bit and
5822          * its corresponding reference are not. To protect against this
5823          * class of races, we call check_buffer_tree_ref from the codepaths
5824          * which trigger io after they set eb->io_pages. Note that once io is
5825          * initiated, TREE_REF can no longer be cleared, so that is the
5826          * moment at which any such race is best fixed.
5827          */
5828         refs = atomic_read(&eb->refs);
5829         if (refs >= 2 && test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
5830                 return;
5831
5832         spin_lock(&eb->refs_lock);
5833         if (!test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
5834                 atomic_inc(&eb->refs);
5835         spin_unlock(&eb->refs_lock);
5836 }
5837
5838 static void mark_extent_buffer_accessed(struct extent_buffer *eb,
5839                 struct page *accessed)
5840 {
5841         int num_pages, i;
5842
5843         check_buffer_tree_ref(eb);
5844
5845         num_pages = num_extent_pages(eb);
5846         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5847                 struct page *p = eb->pages[i];
5848
5849                 if (p != accessed)
5850                         mark_page_accessed(p);
5851         }
5852 }
5853
5854 struct extent_buffer *find_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5855                                          u64 start)
5856 {
5857         struct extent_buffer *eb;
5858
5859         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
5860         if (!eb)
5861                 return NULL;
5862         /*
5863          * Lock our eb's refs_lock to avoid races with free_extent_buffer().
5864          * When we get our eb it might be flagged with EXTENT_BUFFER_STALE and
5865          * another task running free_extent_buffer() might have seen that flag
5866          * set, eb->refs == 2, that the buffer isn't under IO (dirty and
5867          * writeback flags not set) and it's still in the tree (flag
5868          * EXTENT_BUFFER_TREE_REF set), therefore being in the process of
5869          * decrementing the extent buffer's reference count twice.  So here we
5870          * could race and increment the eb's reference count, clear its stale
5871          * flag, mark it as dirty and drop our reference before the other task
5872          * finishes executing free_extent_buffer, which would later result in
5873          * an attempt to free an extent buffer that is dirty.
5874          */
5875         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags)) {
5876                 spin_lock(&eb->refs_lock);
5877                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
5878         }
5879         mark_extent_buffer_accessed(eb, NULL);
5880         return eb;
5881 }
5882
5883 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
5884 struct extent_buffer *alloc_test_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5885                                         u64 start)
5886 {
5887         struct extent_buffer *eb, *exists = NULL;
5888         int ret;
5889
5890         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
5891         if (eb)
5892                 return eb;
5893         eb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start);
5894         if (!eb)
5895                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5896         eb->fs_info = fs_info;
5897 again:
5898         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
5899         if (ret) {
5900                 exists = ERR_PTR(ret);
5901                 goto free_eb;
5902         }
5903         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
5904         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
5905                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
5906         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
5907         radix_tree_preload_end();
5908         if (ret == -EEXIST) {
5909                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
5910                 if (exists)
5911                         goto free_eb;
5912                 else
5913                         goto again;
5914         }
5915         check_buffer_tree_ref(eb);
5916         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
5917
5918         return eb;
5919 free_eb:
5920         btrfs_release_extent_buffer(eb);
5921         return exists;
5922 }
5923 #endif
5924
5925 static struct extent_buffer *grab_extent_buffer(
5926                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
5927 {
5928         struct extent_buffer *exists;
5929
5930         /*
5931          * For subpage case, we completely rely on radix tree to ensure we
5932          * don't try to insert two ebs for the same bytenr.  So here we always
5933          * return NULL and just continue.
5934          */
5935         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
5936                 return NULL;
5937
5938         /* Page not yet attached to an extent buffer */
5939         if (!PagePrivate(page))
5940                 return NULL;
5941
5942         /*
5943          * We could have already allocated an eb for this page and attached one
5944          * so lets see if we can get a ref on the existing eb, and if we can we
5945          * know it's good and we can just return that one, else we know we can
5946          * just overwrite page->private.
5947          */
5948         exists = (struct extent_buffer *)page->private;
5949         if (atomic_inc_not_zero(&exists->refs))
5950                 return exists;
5951
5952         WARN_ON(PageDirty(page));
5953         detach_page_private(page);
5954         return NULL;
5955 }
5956
5957 struct extent_buffer *alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5958                                           u64 start, u64 owner_root, int level)
5959 {
5960         unsigned long len = fs_info->nodesize;
5961         int num_pages;
5962         int i;
5963         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
5964         struct extent_buffer *eb;
5965         struct extent_buffer *exists = NULL;
5966         struct page *p;
5967         struct address_space *mapping = fs_info->btree_inode->i_mapping;
5968         int uptodate = 1;
5969         int ret;
5970
5971         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize)) {
5972                 btrfs_err(fs_info, "bad tree block start %llu", start);
5973                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5974         }
5975
5976 #if BITS_PER_LONG == 32
5977         if (start >= MAX_LFS_FILESIZE) {
5978                 btrfs_err_rl(fs_info,
5979                 "extent buffer %llu is beyond 32bit page cache limit", start);
5980                 btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
5981                 return ERR_PTR(-EOVERFLOW);
5982         }
5983         if (start >= BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
5984                 btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
5985 #endif
5986
5987         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE &&
5988             offset_in_page(start) + len > PAGE_SIZE) {
5989                 btrfs_err(fs_info,
5990                 "tree block crosses page boundary, start %llu nodesize %lu",
5991                           start, len);
5992                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5993         }
5994
5995         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
5996         if (eb)
5997                 return eb;
5998
5999         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
6000         if (!eb)
6001                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6002         btrfs_set_buffer_lockdep_class(owner_root, eb, level);
6003
6004         num_pages = num_extent_pages(eb);
6005         for (i = 0; i < num_pages; i++, index++) {
6006                 struct btrfs_subpage *prealloc = NULL;
6007
6008                 p = find_or_create_page(mapping, index, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
6009                 if (!p) {
6010                         exists = ERR_PTR(-ENOMEM);
6011                         goto free_eb;
6012                 }
6013
6014                 /*
6015                  * Preallocate page->private for subpage case, so that we won't
6016                  * allocate memory with private_lock hold.  The memory will be
6017                  * freed by attach_extent_buffer_page() or freed manually if
6018                  * we exit earlier.
6019                  *
6020                  * Although we have ensured one subpage eb can only have one
6021                  * page, but it may change in the future for 16K page size
6022                  * support, so we still preallocate the memory in the loop.
6023                  */
6024                 ret = btrfs_alloc_subpage(fs_info, &prealloc,
6025                                           BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
6026                 if (ret < 0) {
6027                         unlock_page(p);
6028                         put_page(p);
6029                         exists = ERR_PTR(ret);
6030                         goto free_eb;
6031                 }
6032
6033                 spin_lock(&mapping->private_lock);
6034                 exists = grab_extent_buffer(fs_info, p);
6035                 if (exists) {
6036                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
6037                         unlock_page(p);
6038                         put_page(p);
6039                         mark_extent_buffer_accessed(exists, p);
6040                         btrfs_free_subpage(prealloc);
6041                         goto free_eb;
6042                 }
6043                 /* Should not fail, as we have preallocated the memory */
6044                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, prealloc);
6045                 ASSERT(!ret);
6046                 /*
6047                  * To inform we have extra eb under allocation, so that
6048                  * detach_extent_buffer_page() won't release the page private
6049                  * when the eb hasn't yet been inserted into radix tree.
6050                  *
6051                  * The ref will be decreased when the eb released the page, in
6052                  * detach_extent_buffer_page().
6053                  * Thus needs no special handling in error path.
6054                  */
6055                 btrfs_page_inc_eb_refs(fs_info, p);
6056                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
6057
6058                 WARN_ON(btrfs_page_test_dirty(fs_info, p, eb->start, eb->len));
6059                 eb->pages[i] = p;
6060                 if (!PageUptodate(p))
6061                         uptodate = 0;
6062
6063                 /*
6064                  * We can't unlock the pages just yet since the extent buffer
6065                  * hasn't been properly inserted in the radix tree, this
6066                  * opens a race with btree_releasepage which can free a page
6067                  * while we are still filling in all pages for the buffer and
6068                  * we could crash.
6069                  */
6070         }
6071         if (uptodate)
6072                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6073 again:
6074         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
6075         if (ret) {
6076                 exists = ERR_PTR(ret);
6077                 goto free_eb;
6078         }
6079
6080         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
6081         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
6082                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
6083         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
6084         radix_tree_preload_end();
6085         if (ret == -EEXIST) {
6086                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
6087                 if (exists)
6088                         goto free_eb;
6089                 else
6090                         goto again;
6091         }
6092         /* add one reference for the tree */
6093         check_buffer_tree_ref(eb);
6094         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
6095
6096         /*
6097          * Now it's safe to unlock the pages because any calls to
6098          * btree_releasepage will correctly detect that a page belongs to a
6099          * live buffer and won't free them prematurely.
6100          */
6101         for (i = 0; i < num_pages; i++)
6102                 unlock_page(eb->pages[i]);
6103         return eb;
6104
6105 free_eb:
6106         WARN_ON(!atomic_dec_and_test(&eb->refs));
6107         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6108                 if (eb->pages[i])
6109                         unlock_page(eb->pages[i]);
6110         }
6111
6112         btrfs_release_extent_buffer(eb);
6113         return exists;
6114 }
6115
6116 static inline void btrfs_release_extent_buffer_rcu(struct rcu_head *head)
6117 {
6118         struct extent_buffer *eb =
6119                         container_of(head, struct extent_buffer, rcu_head);
6120
6121         __free_extent_buffer(eb);
6122 }
6123
6124 static int release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
6125         __releases(&eb->refs_lock)
6126 {
6127         lockdep_assert_held(&eb->refs_lock);
6128
6129         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6130         if (atomic_dec_and_test(&eb->refs)) {
6131                 if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags)) {
6132                         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6133
6134                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
6135
6136                         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
6137                         radix_tree_delete(&fs_info->buffer_radix,
6138                                           eb->start >> fs_info->sectorsize_bits);
6139                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
6140                 } else {
6141                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
6142                 }
6143
6144                 btrfs_leak_debug_del(&eb->fs_info->eb_leak_lock, &eb->leak_list);
6145                 /* Should be safe to release our pages at this point */
6146                 btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
6147 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
6148                 if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags))) {
6149                         __free_extent_buffer(eb);
6150                         return 1;
6151                 }
6152 #endif
6153                 call_rcu(&eb->rcu_head, btrfs_release_extent_buffer_rcu);
6154                 return 1;
6155         }
6156         spin_unlock(&eb->refs_lock);
6157
6158         return 0;
6159 }
6160
6161 void free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
6162 {
6163         int refs;
6164         int old;
6165         if (!eb)
6166                 return;
6167
6168         while (1) {
6169                 refs = atomic_read(&eb->refs);
6170                 if ((!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) && refs <= 3)
6171                     || (test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) &&
6172                         refs == 1))
6173                         break;
6174                 old = atomic_cmpxchg(&eb->refs, refs, refs - 1);
6175                 if (old == refs)
6176                         return;
6177         }
6178
6179         spin_lock(&eb->refs_lock);
6180         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 &&
6181             test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags) &&
6182             !extent_buffer_under_io(eb) &&
6183             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
6184                 atomic_dec(&eb->refs);
6185
6186         /*
6187          * I know this is terrible, but it's temporary until we stop tracking
6188          * the uptodate bits and such for the extent buffers.
6189          */
6190         release_extent_buffer(eb);
6191 }
6192
6193 void free_extent_buffer_stale(struct extent_buffer *eb)
6194 {
6195         if (!eb)
6196                 return;
6197
6198         spin_lock(&eb->refs_lock);
6199         set_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags);
6200
6201         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 && !extent_buffer_under_io(eb) &&
6202             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
6203                 atomic_dec(&eb->refs);
6204         release_extent_buffer(eb);
6205 }
6206
6207 static void btree_clear_page_dirty(struct page *page)
6208 {
6209         ASSERT(PageDirty(page));
6210         ASSERT(PageLocked(page));
6211         clear_page_dirty_for_io(page);
6212         xa_lock_irq(&page->mapping->i_pages);
6213         if (!PageDirty(page))
6214                 __xa_clear_mark(&page->mapping->i_pages,
6215                                 page_index(page), PAGECACHE_TAG_DIRTY);
6216         xa_unlock_irq(&page->mapping->i_pages);
6217 }
6218
6219 static void clear_subpage_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
6220 {
6221         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6222         struct page *page = eb->pages[0];
6223         bool last;
6224
6225         /* btree_clear_page_dirty() needs page locked */
6226         lock_page(page);
6227         last = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page, eb->start,
6228                                                   eb->len);
6229         if (last)
6230                 btree_clear_page_dirty(page);
6231         unlock_page(page);
6232         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6233 }
6234
6235 void clear_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
6236 {
6237         int i;
6238         int num_pages;
6239         struct page *page;
6240
6241         if (eb->fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
6242                 return clear_subpage_extent_buffer_dirty(eb);
6243
6244         num_pages = num_extent_pages(eb);
6245
6246         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6247                 page = eb->pages[i];
6248                 if (!PageDirty(page))
6249                         continue;
6250                 lock_page(page);
6251                 btree_clear_page_dirty(page);
6252                 ClearPageError(page);
6253                 unlock_page(page);
6254         }
6255         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6256 }
6257
6258 bool set_extent_buffer_dirty(struct extent_buffer *eb)
6259 {
6260         int i;
6261         int num_pages;
6262         bool was_dirty;
6263
6264         check_buffer_tree_ref(eb);
6265
6266         was_dirty = test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags);
6267
6268         num_pages = num_extent_pages(eb);
6269         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6270         WARN_ON(!test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags));
6271
6272         if (!was_dirty) {
6273                 bool subpage = eb->fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE;
6274
6275                 /*
6276                  * For subpage case, we can have other extent buffers in the
6277                  * same page, and in clear_subpage_extent_buffer_dirty() we
6278                  * have to clear page dirty without subpage lock held.
6279                  * This can cause race where our page gets dirty cleared after
6280                  * we just set it.
6281                  *
6282                  * Thankfully, clear_subpage_extent_buffer_dirty() has locked
6283                  * its page for other reasons, we can use page lock to prevent
6284                  * the above race.
6285                  */
6286                 if (subpage)
6287                         lock_page(eb->pages[0]);
6288                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
6289                         btrfs_page_set_dirty(eb->fs_info, eb->pages[i],
6290                                              eb->start, eb->len);
6291                 if (subpage)
6292                         unlock_page(eb->pages[0]);
6293         }
6294 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
6295         for (i = 0; i < num_pages; i++)
6296                 ASSERT(PageDirty(eb->pages[i]));
6297 #endif
6298
6299         return was_dirty;
6300 }
6301
6302 void clear_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
6303 {
6304         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6305         struct page *page;
6306         int num_pages;
6307         int i;
6308
6309         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6310         num_pages = num_extent_pages(eb);
6311         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6312                 page = eb->pages[i];
6313                 if (page)
6314                         btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page,
6315                                                   eb->start, eb->len);
6316         }
6317 }
6318
6319 void set_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
6320 {
6321         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6322         struct page *page;
6323         int num_pages;
6324         int i;
6325
6326         set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6327         num_pages = num_extent_pages(eb);
6328         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6329                 page = eb->pages[i];
6330                 btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, eb->start, eb->len);
6331         }
6332 }
6333
6334 static int read_extent_buffer_subpage(struct extent_buffer *eb, int wait,
6335                                       int mirror_num)
6336 {
6337         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6338         struct extent_io_tree *io_tree;
6339         struct page *page = eb->pages[0];
6340         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
6341         int ret = 0;
6342
6343         ASSERT(!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags));
6344         ASSERT(PagePrivate(page));
6345         io_tree = &BTRFS_I(fs_info->btree_inode)->io_tree;
6346
6347         if (wait == WAIT_NONE) {
6348                 if (!try_lock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1))
6349                         return -EAGAIN;
6350         } else {
6351                 ret = lock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1);
6352                 if (ret < 0)
6353                         return ret;
6354         }
6355
6356         ret = 0;
6357         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags) ||
6358             PageUptodate(page) ||
6359             btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page, eb->start, eb->len)) {
6360                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6361                 unlock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1);
6362                 return ret;
6363         }
6364
6365         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
6366         eb->read_mirror = 0;
6367         atomic_set(&eb->io_pages, 1);
6368         check_buffer_tree_ref(eb);
6369         btrfs_subpage_clear_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
6370
6371         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, eb->start, eb->len);
6372         ret = submit_extent_page(REQ_OP_READ | REQ_META, NULL, &bio_ctrl,
6373                                  page, eb->start, eb->len,
6374                                  eb->start - page_offset(page),
6375                                  end_bio_extent_readpage, mirror_num, 0,
6376                                  true);
6377         if (ret) {
6378                 /*
6379                  * In the endio function, if we hit something wrong we will
6380                  * increase the io_pages, so here we need to decrease it for
6381                  * error path.
6382                  */
6383                 atomic_dec(&eb->io_pages);
6384         }
6385         if (bio_ctrl.bio) {
6386                 int tmp;
6387
6388                 tmp = submit_one_bio(bio_ctrl.bio, mirror_num, 0);
6389                 bio_ctrl.bio = NULL;
6390                 if (tmp < 0)
6391                         return tmp;
6392         }
6393         if (ret || wait != WAIT_COMPLETE)
6394                 return ret;
6395
6396         wait_extent_bit(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1, EXTENT_LOCKED);
6397         if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
6398                 ret = -EIO;
6399         return ret;
6400 }
6401
6402 int read_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb, int wait, int mirror_num)
6403 {
6404         int i;
6405         struct page *page;
6406         int err;
6407         int ret = 0;
6408         int locked_pages = 0;
6409         int all_uptodate = 1;
6410         int num_pages;
6411         unsigned long num_reads = 0;
6412         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
6413
6414         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
6415                 return 0;
6416
6417         if (eb->fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
6418                 return read_extent_buffer_subpage(eb, wait, mirror_num);
6419
6420         num_pages = num_extent_pages(eb);
6421         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6422                 page = eb->pages[i];
6423                 if (wait == WAIT_NONE) {
6424                         /*
6425                          * WAIT_NONE is only utilized by readahead. If we can't
6426                          * acquire the lock atomically it means either the eb
6427                          * is being read out or under modification.
6428                          * Either way the eb will be or has been cached,
6429                          * readahead can exit safely.
6430                          */
6431                         if (!trylock_page(page))
6432                                 goto unlock_exit;
6433                 } else {
6434                         lock_page(page);
6435                 }
6436                 locked_pages++;
6437         }
6438         /*
6439          * We need to firstly lock all pages to make sure that
6440          * the uptodate bit of our pages won't be affected by
6441          * clear_extent_buffer_uptodate().
6442          */
6443         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6444                 page = eb->pages[i];
6445                 if (!PageUptodate(page)) {
6446                         num_reads++;
6447                         all_uptodate = 0;
6448                 }
6449         }
6450
6451         if (all_uptodate) {
6452                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6453                 goto unlock_exit;
6454         }
6455
6456         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
6457         eb->read_mirror = 0;
6458         atomic_set(&eb->io_pages, num_reads);
6459         /*
6460          * It is possible for releasepage to clear the TREE_REF bit before we
6461          * set io_pages. See check_buffer_tree_ref for a more detailed comment.
6462          */
6463         check_buffer_tree_ref(eb);
6464         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6465                 page = eb->pages[i];
6466
6467                 if (!PageUptodate(page)) {
6468                         if (ret) {
6469                                 atomic_dec(&eb->io_pages);
6470                                 unlock_page(page);
6471                                 continue;
6472                         }
6473
6474                         ClearPageError(page);
6475                         err = submit_extent_page(REQ_OP_READ | REQ_META, NULL,
6476                                          &bio_ctrl, page, page_offset(page),
6477                                          PAGE_SIZE, 0, end_bio_extent_readpage,
6478                                          mirror_num, 0, false);
6479                         if (err) {
6480                                 /*
6481                                  * We failed to submit the bio so it's the
6482                                  * caller's responsibility to perform cleanup
6483                                  * i.e unlock page/set error bit.
6484                                  */
6485                                 ret = err;
6486                                 SetPageError(page);
6487                                 unlock_page(page);
6488                                 atomic_dec(&eb->io_pages);
6489                         }
6490                 } else {
6491                         unlock_page(page);
6492                 }
6493         }
6494
6495         if (bio_ctrl.bio) {
6496                 err = submit_one_bio(bio_ctrl.bio, mirror_num, bio_ctrl.bio_flags);
6497                 bio_ctrl.bio = NULL;
6498                 if (err)
6499                         return err;
6500         }
6501
6502         if (ret || wait != WAIT_COMPLETE)
6503                 return ret;
6504
6505         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6506                 page = eb->pages[i];
6507                 wait_on_page_locked(page);
6508                 if (!PageUptodate(page))
6509                         ret = -EIO;
6510         }
6511
6512         return ret;
6513
6514 unlock_exit:
6515         while (locked_pages > 0) {
6516                 locked_pages--;
6517                 page = eb->pages[locked_pages];
6518                 unlock_page(page);
6519         }
6520         return ret;
6521 }
6522
6523 static bool report_eb_range(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
6524                             unsigned long len)
6525 {
6526         btrfs_warn(eb->fs_info,
6527                 "access to eb bytenr %llu len %lu out of range start %lu len %lu",
6528                 eb->start, eb->len, start, len);
6529         WARN_ON(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG));
6530
6531         return true;
6532 }
6533
6534 /*
6535  * Check if the [start, start + len) range is valid before reading/writing
6536  * the eb.
6537  * NOTE: @start and @len are offset inside the eb, not logical address.
6538  *
6539  * Caller should not touch the dst/src memory if this function returns error.
6540  */
6541 static inline int check_eb_range(const struct extent_buffer *eb,
6542                                  unsigned long start, unsigned long len)
6543 {
6544         unsigned long offset;
6545
6546         /* start, start + len should not go beyond eb->len nor overflow */
6547         if (unlikely(check_add_overflow(start, len, &offset) || offset > eb->len))
6548                 return report_eb_range(eb, start, len);
6549
6550         return false;
6551 }
6552
6553 void read_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, void *dstv,
6554                         unsigned long start, unsigned long len)
6555 {
6556         size_t cur;
6557         size_t offset;
6558         struct page *page;
6559         char *kaddr;
6560         char *dst = (char *)dstv;
6561         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6562
6563         if (check_eb_range(eb, start, len))
6564                 return;
6565
6566         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6567
6568         while (len > 0) {
6569                 page = eb->pages[i];
6570
6571                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
6572                 kaddr = page_address(page);
6573                 memcpy(dst, kaddr + offset, cur);
6574
6575                 dst += cur;
6576                 len -= cur;
6577                 offset = 0;
6578                 i++;
6579         }
6580 }
6581
6582 int read_extent_buffer_to_user_nofault(const struct extent_buffer *eb,
6583                                        void __user *dstv,
6584                                        unsigned long start, unsigned long len)
6585 {
6586         size_t cur;
6587         size_t offset;
6588         struct page *page;
6589         char *kaddr;
6590         char __user *dst = (char __user *)dstv;
6591         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6592         int ret = 0;
6593
6594         WARN_ON(start > eb->len);
6595         WARN_ON(start + len > eb->start + eb->len);
6596
6597         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6598
6599         while (len > 0) {
6600                 page = eb->pages[i];
6601
6602                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
6603                 kaddr = page_address(page);
6604                 if (copy_to_user_nofault(dst, kaddr + offset, cur)) {
6605                         ret = -EFAULT;
6606                         break;
6607                 }
6608
6609                 dst += cur;
6610                 len -= cur;
6611                 offset = 0;
6612                 i++;
6613         }
6614
6615         return ret;
6616 }
6617
6618 int memcmp_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *ptrv,
6619                          unsigned long start, unsigned long len)
6620 {
6621         size_t cur;
6622         size_t offset;
6623         struct page *page;
6624         char *kaddr;
6625         char *ptr = (char *)ptrv;
6626         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6627         int ret = 0;
6628
6629         if (check_eb_range(eb, start, len))
6630                 return -EINVAL;
6631
6632         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6633
6634         while (len > 0) {
6635                 page = eb->pages[i];
6636
6637                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
6638
6639                 kaddr = page_address(page);
6640                 ret = memcmp(ptr, kaddr + offset, cur);
6641                 if (ret)
6642                         break;
6643
6644                 ptr += cur;
6645                 len -= cur;
6646                 offset = 0;
6647                 i++;
6648         }
6649         return ret;
6650 }
6651
6652 /*
6653  * Check that the extent buffer is uptodate.
6654  *
6655  * For regular sector size == PAGE_SIZE case, check if @page is uptodate.
6656  * For subpage case, check if the range covered by the eb has EXTENT_UPTODATE.
6657  */
6658 static void assert_eb_page_uptodate(const struct extent_buffer *eb,
6659                                     struct page *page)
6660 {
6661         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6662
6663         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
6664                 bool uptodate;
6665
6666                 uptodate = btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page,
6667                                                        eb->start, eb->len);
6668                 WARN_ON(!uptodate);
6669         } else {
6670                 WARN_ON(!PageUptodate(page));
6671         }
6672 }
6673
6674 void write_extent_buffer_chunk_tree_uuid(const struct extent_buffer *eb,
6675                 const void *srcv)
6676 {
6677         char *kaddr;
6678
6679         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
6680         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
6681                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header,
6682                                                    chunk_tree_uuid));
6683         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
6684 }
6685
6686 void write_extent_buffer_fsid(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv)
6687 {
6688         char *kaddr;
6689
6690         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
6691         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
6692                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header, fsid));
6693         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
6694 }
6695
6696 void write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv,
6697                          unsigned long start, unsigned long len)
6698 {
6699         size_t cur;
6700         size_t offset;
6701         struct page *page;
6702         char *kaddr;
6703         char *src = (char *)srcv;
6704         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6705
6706         WARN_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags));
6707
6708         if (check_eb_range(eb, start, len))
6709                 return;
6710
6711         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6712
6713         while (len > 0) {
6714                 page = eb->pages[i];
6715                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6716
6717                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
6718                 kaddr = page_address(page);
6719                 memcpy(kaddr + offset, src, cur);
6720
6721                 src += cur;
6722                 len -= cur;
6723                 offset = 0;
6724                 i++;
6725         }
6726 }
6727
6728 void memzero_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
6729                 unsigned long len)
6730 {
6731         size_t cur;
6732         size_t offset;
6733         struct page *page;
6734         char *kaddr;
6735         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6736
6737         if (check_eb_range(eb, start, len))
6738                 return;
6739
6740         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6741
6742         while (len > 0) {
6743                 page = eb->pages[i];
6744                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6745
6746                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
6747                 kaddr = page_address(page);
6748                 memset(kaddr + offset, 0, cur);
6749
6750                 len -= cur;
6751                 offset = 0;
6752                 i++;
6753         }
6754 }
6755
6756 void copy_extent_buffer_full(const struct extent_buffer *dst,
6757                              const struct extent_buffer *src)
6758 {
6759         int i;
6760         int num_pages;
6761
6762         ASSERT(dst->len == src->len);
6763
6764         if (dst->fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
6765                 num_pages = num_extent_pages(dst);
6766                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
6767                         copy_page(page_address(dst->pages[i]),
6768                                   page_address(src->pages[i]));
6769         } else {
6770                 size_t src_offset = get_eb_offset_in_page(src, 0);
6771                 size_t dst_offset = get_eb_offset_in_page(dst, 0);
6772
6773                 ASSERT(src->fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE);
6774                 memcpy(page_address(dst->pages[0]) + dst_offset,
6775                        page_address(src->pages[0]) + src_offset,
6776                        src->len);
6777         }
6778 }
6779
6780 void copy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
6781                         const struct extent_buffer *src,
6782                         unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
6783                         unsigned long len)
6784 {
6785         u64 dst_len = dst->len;
6786         size_t cur;
6787         size_t offset;
6788         struct page *page;
6789         char *kaddr;
6790         unsigned long i = get_eb_page_index(dst_offset);
6791
6792         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
6793             check_eb_range(src, src_offset, len))
6794                 return;
6795
6796         WARN_ON(src->len != dst_len);
6797
6798         offset = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
6799
6800         while (len > 0) {
6801                 page = dst->pages[i];
6802                 assert_eb_page_uptodate(dst, page);
6803
6804                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE - offset));
6805
6806                 kaddr = page_address(page);
6807                 read_extent_buffer(src, kaddr + offset, src_offset, cur);
6808
6809                 src_offset += cur;
6810                 len -= cur;
6811                 offset = 0;
6812                 i++;
6813         }
6814 }
6815
6816 /*
6817  * eb_bitmap_offset() - calculate the page and offset of the byte containing the
6818  * given bit number
6819  * @eb: the extent buffer
6820  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
6821  * @nr: bit number
6822  * @page_index: return index of the page in the extent buffer that contains the
6823  * given bit number
6824  * @page_offset: return offset into the page given by page_index
6825  *
6826  * This helper hides the ugliness of finding the byte in an extent buffer which
6827  * contains a given bit.
6828  */
6829 static inline void eb_bitmap_offset(const struct extent_buffer *eb,
6830                                     unsigned long start, unsigned long nr,
6831                                     unsigned long *page_index,
6832                                     size_t *page_offset)
6833 {
6834         size_t byte_offset = BIT_BYTE(nr);
6835         size_t offset;
6836
6837         /*
6838          * The byte we want is the offset of the extent buffer + the offset of
6839          * the bitmap item in the extent buffer + the offset of the byte in the
6840          * bitmap item.
6841          */
6842         offset = start + offset_in_page(eb->start) + byte_offset;
6843
6844         *page_index = offset >> PAGE_SHIFT;
6845         *page_offset = offset_in_page(offset);
6846 }
6847
6848 /**
6849  * extent_buffer_test_bit - determine whether a bit in a bitmap item is set
6850  * @eb: the extent buffer
6851  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
6852  * @nr: bit number to test
6853  */
6854 int extent_buffer_test_bit(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
6855                            unsigned long nr)
6856 {
6857         u8 *kaddr;
6858         struct page *page;
6859         unsigned long i;
6860         size_t offset;
6861
6862         eb_bitmap_offset(eb, start, nr, &i, &offset);
6863         page = eb->pages[i];
6864         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6865         kaddr = page_address(page);
6866         return 1U & (kaddr[offset] >> (nr & (BITS_PER_BYTE - 1)));
6867 }
6868
6869 /**
6870  * extent_buffer_bitmap_set - set an area of a bitmap
6871  * @eb: the extent buffer
6872  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
6873  * @pos: bit number of the first bit
6874  * @len: number of bits to set
6875  */
6876 void extent_buffer_bitmap_set(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
6877                               unsigned long pos, unsigned long len)
6878 {
6879         u8 *kaddr;
6880         struct page *page;
6881         unsigned long i;
6882         size_t offset;
6883         const unsigned int size = pos + len;
6884         int bits_to_set = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
6885         u8 mask_to_set = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
6886
6887         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
6888         page = eb->pages[i];
6889         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6890         kaddr = page_address(page);
6891
6892         while (len >= bits_to_set) {
6893                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
6894                 len -= bits_to_set;
6895                 bits_to_set = BITS_PER_BYTE;
6896                 mask_to_set = ~0;
6897                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
6898                         offset = 0;
6899                         page = eb->pages[++i];
6900                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6901                         kaddr = page_address(page);
6902                 }
6903         }
6904         if (len) {
6905                 mask_to_set &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
6906                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
6907         }
6908 }
6909
6910
6911 /**
6912  * extent_buffer_bitmap_clear - clear an area of a bitmap
6913  * @eb: the extent buffer
6914  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
6915  * @pos: bit number of the first bit
6916  * @len: number of bits to clear
6917  */
6918 void extent_buffer_bitmap_clear(const struct extent_buffer *eb,
6919                                 unsigned long start, unsigned long pos,
6920                                 unsigned long len)
6921 {
6922         u8 *kaddr;
6923         struct page *page;
6924         unsigned long i;
6925         size_t offset;
6926         const unsigned int size = pos + len;
6927         int bits_to_clear = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
6928         u8 mask_to_clear = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
6929
6930         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
6931         page = eb->pages[i];
6932         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6933         kaddr = page_address(page);
6934
6935         while (len >= bits_to_clear) {
6936                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
6937                 len -= bits_to_clear;
6938                 bits_to_clear = BITS_PER_BYTE;
6939                 mask_to_clear = ~0;
6940                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
6941                         offset = 0;
6942                         page = eb->pages[++i];
6943                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6944                         kaddr = page_address(page);
6945                 }
6946         }
6947         if (len) {
6948                 mask_to_clear &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
6949                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
6950         }
6951 }
6952
6953 static inline bool areas_overlap(unsigned long src, unsigned long dst, unsigned long len)
6954 {
6955         unsigned long distance = (src > dst) ? src - dst : dst - src;
6956         return distance < len;
6957 }
6958
6959 static void copy_pages(struct page *dst_page, struct page *src_page,
6960                        unsigned long dst_off, unsigned long src_off,
6961                        unsigned long len)
6962 {
6963         char *dst_kaddr = page_address(dst_page);
6964         char *src_kaddr;
6965         int must_memmove = 0;
6966
6967         if (dst_page != src_page) {
6968                 src_kaddr = page_address(src_page);
6969         } else {
6970                 src_kaddr = dst_kaddr;
6971                 if (areas_overlap(src_off, dst_off, len))
6972                         must_memmove = 1;
6973         }
6974
6975         if (must_memmove)
6976                 memmove(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
6977         else
6978                 memcpy(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
6979 }
6980
6981 void memcpy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
6982                           unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
6983                           unsigned long len)
6984 {
6985         size_t cur;
6986         size_t dst_off_in_page;
6987         size_t src_off_in_page;
6988         unsigned long dst_i;
6989         unsigned long src_i;
6990
6991         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
6992             check_eb_range(dst, src_offset, len))
6993                 return;
6994
6995         while (len > 0) {
6996                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
6997                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_offset);
6998
6999                 dst_i = get_eb_page_index(dst_offset);
7000                 src_i = get_eb_page_index(src_offset);
7001
7002                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE -
7003                                                src_off_in_page));
7004                 cur = min_t(unsigned long, cur,
7005                         (unsigned long)(PAGE_SIZE - dst_off_in_page));
7006
7007                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
7008                            dst_off_in_page, src_off_in_page, cur);
7009
7010                 src_offset += cur;
7011                 dst_offset += cur;
7012                 len -= cur;
7013         }
7014 }
7015
7016 void memmove_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
7017                            unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
7018                            unsigned long len)
7019 {
7020         size_t cur;
7021         size_t dst_off_in_page;
7022         size_t src_off_in_page;
7023         unsigned long dst_end = dst_offset + len - 1;
7024         unsigned long src_end = src_offset + len - 1;
7025         unsigned long dst_i;
7026         unsigned long src_i;
7027
7028         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
7029             check_eb_range(dst, src_offset, len))
7030                 return;
7031         if (dst_offset < src_offset) {
7032                 memcpy_extent_buffer(dst, dst_offset, src_offset, len);
7033                 return;
7034         }
7035         while (len > 0) {
7036                 dst_i = get_eb_page_index(dst_end);
7037                 src_i = get_eb_page_index(src_end);
7038
7039                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_end);
7040                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_end);
7041
7042                 cur = min_t(unsigned long, len, src_off_in_page + 1);
7043                 cur = min(cur, dst_off_in_page + 1);
7044                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
7045                            dst_off_in_page - cur + 1,
7046                            src_off_in_page - cur + 1, cur);
7047
7048                 dst_end -= cur;
7049                 src_end -= cur;
7050                 len -= cur;
7051         }
7052 }
7053
7054 static struct extent_buffer *get_next_extent_buffer(
7055                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
7056 {
7057         struct extent_buffer *gang[BTRFS_SUBPAGE_BITMAP_SIZE];
7058         struct extent_buffer *found = NULL;
7059         u64 page_start = page_offset(page);
7060         int ret;
7061         int i;
7062
7063         ASSERT(in_range(bytenr, page_start, PAGE_SIZE));
7064         ASSERT(PAGE_SIZE / fs_info->nodesize <= BTRFS_SUBPAGE_BITMAP_SIZE);
7065         lockdep_assert_held(&fs_info->buffer_lock);
7066
7067         ret = radix_tree_gang_lookup(&fs_info->buffer_radix, (void **)gang,
7068                         bytenr >> fs_info->sectorsize_bits,
7069                         PAGE_SIZE / fs_info->nodesize);
7070         for (i = 0; i < ret; i++) {
7071                 /* Already beyond page end */
7072                 if (gang[i]->start >= page_start + PAGE_SIZE)
7073                         break;
7074                 /* Found one */
7075                 if (gang[i]->start >= bytenr) {
7076                         found = gang[i];
7077                         break;
7078                 }
7079         }
7080         return found;
7081 }
7082
7083 static int try_release_subpage_extent_buffer(struct page *page)
7084 {
7085         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7086         u64 cur = page_offset(page);
7087         const u64 end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
7088         int ret;
7089
7090         while (cur < end) {
7091                 struct extent_buffer *eb = NULL;
7092
7093                 /*
7094                  * Unlike try_release_extent_buffer() which uses page->private
7095                  * to grab buffer, for subpage case we rely on radix tree, thus
7096                  * we need to ensure radix tree consistency.
7097                  *
7098                  * We also want an atomic snapshot of the radix tree, thus go
7099                  * with spinlock rather than RCU.
7100                  */
7101                 spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
7102                 eb = get_next_extent_buffer(fs_info, page, cur);
7103                 if (!eb) {
7104                         /* No more eb in the page range after or at cur */
7105                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
7106                         break;
7107                 }
7108                 cur = eb->start + eb->len;
7109
7110                 /*
7111                  * The same as try_release_extent_buffer(), to ensure the eb
7112                  * won't disappear out from under us.
7113                  */
7114                 spin_lock(&eb->refs_lock);
7115                 if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
7116                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
7117                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
7118                         break;
7119                 }
7120                 spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
7121
7122                 /*
7123                  * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a
7124                  * real ref, so just return, this eb will likely be freed soon
7125                  * anyway.
7126                  */
7127                 if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
7128                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
7129                         break;
7130                 }
7131
7132                 /*
7133                  * Here we don't care about the return value, we will always
7134                  * check the page private at the end.  And
7135                  * release_extent_buffer() will release the refs_lock.
7136                  */
7137                 release_extent_buffer(eb);
7138         }
7139         /*
7140          * Finally to check if we have cleared page private, as if we have
7141          * released all ebs in the page, the page private should be cleared now.
7142          */
7143         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
7144         if (!PagePrivate(page))
7145                 ret = 1;
7146         else
7147                 ret = 0;
7148         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7149         return ret;
7150
7151 }
7152
7153 int try_release_extent_buffer(struct page *page)
7154 {
7155         struct extent_buffer *eb;
7156
7157         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->sectorsize < PAGE_SIZE)
7158                 return try_release_subpage_extent_buffer(page);
7159
7160         /*
7161          * We need to make sure nobody is changing page->private, as we rely on
7162          * page->private as the pointer to extent buffer.
7163          */
7164         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
7165         if (!PagePrivate(page)) {
7166                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7167                 return 1;
7168         }
7169
7170         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
7171         BUG_ON(!eb);
7172
7173         /*
7174          * This is a little awful but should be ok, we need to make sure that
7175          * the eb doesn't disappear out from under us while we're looking at
7176          * this page.
7177          */
7178         spin_lock(&eb->refs_lock);
7179         if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
7180                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
7181                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7182                 return 0;
7183         }
7184         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7185
7186         /*
7187          * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a real ref,
7188          * so just return, this page will likely be freed soon anyway.
7189          */
7190         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
7191                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
7192                 return 0;
7193         }
7194
7195         return release_extent_buffer(eb);
7196 }
7197
7198 /*
7199  * btrfs_readahead_tree_block - attempt to readahead a child block
7200  * @fs_info:    the fs_info
7201  * @bytenr:     bytenr to read
7202  * @owner_root: objectid of the root that owns this eb
7203  * @gen:        generation for the uptodate check, can be 0
7204  * @level:      level for the eb
7205  *
7206  * Attempt to readahead a tree block at @bytenr.  If @gen is 0 then we do a
7207  * normal uptodate check of the eb, without checking the generation.  If we have
7208  * to read the block we will not block on anything.
7209  */
7210 void btrfs_readahead_tree_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7211                                 u64 bytenr, u64 owner_root, u64 gen, int level)
7212 {
7213         struct extent_buffer *eb;
7214         int ret;
7215
7216         eb = btrfs_find_create_tree_block(fs_info, bytenr, owner_root, level);
7217         if (IS_ERR(eb))
7218                 return;
7219
7220         if (btrfs_buffer_uptodate(eb, gen, 1)) {
7221                 free_extent_buffer(eb);
7222                 return;
7223         }
7224
7225         ret = read_extent_buffer_pages(eb, WAIT_NONE, 0);
7226         if (ret < 0)
7227                 free_extent_buffer_stale(eb);
7228         else
7229                 free_extent_buffer(eb);
7230 }
7231
7232 /*
7233  * btrfs_readahead_node_child - readahead a node's child block
7234  * @node:       parent node we're reading from
7235  * @slot:       slot in the parent node for the child we want to read
7236  *
7237  * A helper for btrfs_readahead_tree_block, we simply read the bytenr pointed at
7238  * the slot in the node provided.
7239  */
7240 void btrfs_readahead_node_child(struct extent_buffer *node, int slot)
7241 {
7242         btrfs_readahead_tree_block(node->fs_info,
7243                                    btrfs_node_blockptr(node, slot),
7244                                    btrfs_header_owner(node),
7245                                    btrfs_node_ptr_generation(node, slot),
7246                                    btrfs_header_level(node) - 1);
7247 }