fs/btrfs/inode.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
   4  */
   5
   6 #include <crypto/hash.h>
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/bio.h>
   9 #include <linux/file.h>
  10 #include <linux/fs.h>
  11 #include <linux/pagemap.h>
  12 #include <linux/highmem.h>
  13 #include <linux/time.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/string.h>
  16 #include <linux/backing-dev.h>
  17 #include <linux/writeback.h>
  18 #include <linux/compat.h>
  19 #include <linux/xattr.h>
  20 #include <linux/posix_acl.h>
  21 #include <linux/falloc.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23 #include <linux/ratelimit.h>
  24 #include <linux/btrfs.h>
  25 #include <linux/blkdev.h>
  26 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
  27 #include <linux/uio.h>
  28 #include <linux/magic.h>
  29 #include <linux/iversion.h>
  30 #include <linux/swap.h>
  31 #include <linux/migrate.h>
  32 #include <linux/sched/mm.h>
  33 #include <linux/iomap.h>
  34 #include <asm/unaligned.h>
  35 #include "misc.h"
  36 #include "ctree.h"
  37 #include "disk-io.h"
  38 #include "transaction.h"
  39 #include "btrfs_inode.h"
  40 #include "print-tree.h"
  41 #include "ordered-data.h"
  42 #include "xattr.h"
  43 #include "tree-log.h"
  44 #include "volumes.h"
  45 #include "compression.h"
  46 #include "locking.h"
  47 #include "free-space-cache.h"
  48 #include "props.h"
  49 #include "qgroup.h"
  50 #include "delalloc-space.h"
  51 #include "block-group.h"
  52 #include "space-info.h"
  53 #include "zoned.h"
  54 #include "subpage.h"
  55
  56 struct btrfs_iget_args {
  57         u64 ino;
  58         struct btrfs_root *root;
  59 };
  60
  61 struct btrfs_dio_data {
  62         u64 reserve;
  63         loff_t length;
  64         ssize_t submitted;
  65         struct extent_changeset *data_reserved;
  66 };
  67
  68 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
  69 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
  70 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
  71 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
  72 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
  73 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
  74
  75 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
  76 struct kmem_cache *btrfs_trans_handle_cachep;
  77 struct kmem_cache *btrfs_path_cachep;
  78 struct kmem_cache *btrfs_free_space_cachep;
  79 struct kmem_cache *btrfs_free_space_bitmap_cachep;
  80
  81 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
  82 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback);
  83 static int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent);
  84 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
  85                                    struct page *locked_page,
  86                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
  87                                    unsigned long *nr_written, int unlock);
  88 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
  89                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
  90                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
  91                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
  92                                        int type);
  93
  94 static void __endio_write_update_ordered(struct btrfs_inode *inode,
  95                                          const u64 offset, const u64 bytes,
  96                                          const bool uptodate);
  97
  98 /*
  99  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
 100  *
 101  * ilock_flags can have the following bit set:
 102  *
 103  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
 104  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
 105  *                   return -EAGAIN
 106  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
 107  */
 108 int btrfs_inode_lock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
 109 {
 110         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
 111                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
 112                         if (!inode_trylock_shared(inode))
 113                                 return -EAGAIN;
 114                         else
 115                                 return 0;
 116                 }
 117                 inode_lock_shared(inode);
 118         } else {
 119                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
 120                         if (!inode_trylock(inode))
 121                                 return -EAGAIN;
 122                         else
 123                                 return 0;
 124                 }
 125                 inode_lock(inode);
 126         }
 127         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
 128                 down_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 /*
 133  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
 134  *
 135  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
 136  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
 137  */
 138 void btrfs_inode_unlock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
 139 {
 140         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
 141                 up_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
 142         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
 143                 inode_unlock_shared(inode);
 144         else
 145                 inode_unlock(inode);
 146 }
 147
 148 /*
 149  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
 150  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
 151  *
 152  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
 153  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
 154  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
 155  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
 156  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
 157  */
 158 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
 159                                                  struct page *locked_page,
 160                                                  u64 offset, u64 bytes)
 161 {
 162         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
 163         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
 164         u64 page_start = page_offset(locked_page);
 165         u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
 166
 167         struct page *page;
 168
 169         while (index <= end_index) {
 170                 /*
 171                  * For locked page, we will call end_extent_writepage() on it
 172                  * in run_delalloc_range() for the error handling.  That
 173                  * end_extent_writepage() function will call
 174                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() to clear page Ordered and
 175                  * run the ordered extent accounting.
 176                  *
 177                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
 178                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
 179                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
 180                  */
 181                 if (index == (page_offset(locked_page) >> PAGE_SHIFT)) {
 182                         index++;
 183                         continue;
 184                 }
 185                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
 186                 index++;
 187                 if (!page)
 188                         continue;
 189
 190                 /*
 191                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
 192                  * range, then __endio_write_update_ordered() will handle
 193                  * the ordered extent accounting for the range.
 194                  */
 195                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
 196                                                offset, bytes);
 197                 put_page(page);
 198         }
 199
 200         /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
 201         if (bytes + offset <= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE)
 202                 return;
 203         /*
 204          * In case this page belongs to the delalloc range being instantiated
 205          * then skip it, since the first page of a range is going to be
 206          * properly cleaned up by the caller of run_delalloc_range
 207          */
 208         if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
 209                 bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
 210                 offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
 211         }
 212
 213         return __endio_write_update_ordered(inode, offset, bytes, false);
 214 }
 215
 216 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode);
 217
 218 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
 219                                      struct inode *inode,  struct inode *dir,
 220                                      const struct qstr *qstr)
 221 {
 222         int err;
 223
 224         err = btrfs_init_acl(trans, inode, dir);
 225         if (!err)
 226                 err = btrfs_xattr_security_init(trans, inode, dir, qstr);
 227         return err;
 228 }
 229
 230 /*
 231  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
 232  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
 233  * no overlapping inline items exist in the btree
 234  */
 235 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
 236                                 struct btrfs_path *path, bool extent_inserted,
 237                                 struct btrfs_root *root, struct inode *inode,
 238                                 u64 start, size_t size, size_t compressed_size,
 239                                 int compress_type,
 240                                 struct page **compressed_pages)
 241 {
 242         struct extent_buffer *leaf;
 243         struct page *page = NULL;
 244         char *kaddr;
 245         unsigned long ptr;
 246         struct btrfs_file_extent_item *ei;
 247         int ret;
 248         size_t cur_size = size;
 249         unsigned long offset;
 250
 251         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
 252                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
 253
 254         if (compressed_size && compressed_pages)
 255                 cur_size = compressed_size;
 256
 257         if (!extent_inserted) {
 258                 struct btrfs_key key;
 259                 size_t datasize;
 260
 261                 key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
 262                 key.offset = start;
 263                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
 264
 265                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
 266                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
 267                                               datasize);
 268                 if (ret)
 269                         goto fail;
 270         }
 271         leaf = path->nodes[0];
 272         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
 273                             struct btrfs_file_extent_item);
 274         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
 275         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
 276         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
 277         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
 278         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
 279         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
 280
 281         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
 282                 struct page *cpage;
 283                 int i = 0;
 284                 while (compressed_size > 0) {
 285                         cpage = compressed_pages[i];
 286                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
 287                                        PAGE_SIZE);
 288
 289                         kaddr = kmap_atomic(cpage);
 290                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
 291                         kunmap_atomic(kaddr);
 292
 293                         i++;
 294                         ptr += cur_size;
 295                         compressed_size -= cur_size;
 296                 }
 297                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
 298                                                   compress_type);
 299         } else {
 300                 page = find_get_page(inode->i_mapping,
 301                                      start >> PAGE_SHIFT);
 302                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
 303                 kaddr = kmap_atomic(page);
 304                 offset = offset_in_page(start);
 305                 write_extent_buffer(leaf, kaddr + offset, ptr, size);
 306                 kunmap_atomic(kaddr);
 307                 put_page(page);
 308         }
 309         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
 310         btrfs_release_path(path);
 311
 312         /*
 313          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
 314          * sake.
 315          */
 316         size = ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize);
 317         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), start, size);
 318         if (ret)
 319                 goto fail;
 320
 321         /*
 322          * we're an inline extent, so nobody can
 323          * extend the file past i_size without locking
 324          * a page we already have locked.
 325          *
 326          * We must do any isize and inode updates
 327          * before we unlock the pages.  Otherwise we
 328          * could end up racing with unlink.
 329          */
 330         BTRFS_I(inode)->disk_i_size = inode->i_size;
 331 fail:
 332         return ret;
 333 }
 334
 335
 336 /*
 337  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
 338  * does the checks required to make sure the data is small enough
 339  * to fit as an inline extent.
 340  */
 341 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
 342                                           u64 end, size_t compressed_size,
 343                                           int compress_type,
 344                                           struct page **compressed_pages)
 345 {
 346         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
 347         struct btrfs_root *root = inode->root;
 348         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 349         struct btrfs_trans_handle *trans;
 350         u64 isize = i_size_read(&inode->vfs_inode);
 351         u64 actual_end = min(end + 1, isize);
 352         u64 inline_len = actual_end - start;
 353         u64 aligned_end = ALIGN(end, fs_info->sectorsize);
 354         u64 data_len = inline_len;
 355         int ret;
 356         struct btrfs_path *path;
 357
 358         if (compressed_size)
 359                 data_len = compressed_size;
 360
 361         if (start > 0 ||
 362             actual_end > fs_info->sectorsize ||
 363             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
 364             (!compressed_size &&
 365             (actual_end & (fs_info->sectorsize - 1)) == 0) ||
 366             end + 1 < isize ||
 367             data_len > fs_info->max_inline) {
 368                 return 1;
 369         }
 370
 371         path = btrfs_alloc_path();
 372         if (!path)
 373                 return -ENOMEM;
 374
 375         trans = btrfs_join_transaction(root);
 376         if (IS_ERR(trans)) {
 377                 btrfs_free_path(path);
 378                 return PTR_ERR(trans);
 379         }
 380         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
 381
 382         drop_args.path = path;
 383         drop_args.start = start;
 384         drop_args.end = aligned_end;
 385         drop_args.drop_cache = true;
 386         drop_args.replace_extent = true;
 387
 388         if (compressed_size && compressed_pages)
 389                 drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(
 390                    compressed_size);
 391         else
 392                 drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(
 393                     inline_len);
 394
 395         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
 396         if (ret) {
 397                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 398                 goto out;
 399         }
 400
 401         if (isize > actual_end)
 402                 inline_len = min_t(u64, isize, actual_end);
 403         ret = insert_inline_extent(trans, path, drop_args.extent_inserted,
 404                                    root, &inode->vfs_inode, start,
 405                                    inline_len, compressed_size,
 406                                    compress_type, compressed_pages);
 407         if (ret && ret != -ENOSPC) {
 408                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 409                 goto out;
 410         } else if (ret == -ENOSPC) {
 411                 ret = 1;
 412                 goto out;
 413         }
 414
 415         btrfs_update_inode_bytes(inode, inline_len, drop_args.bytes_found);
 416         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
 417         if (ret && ret != -ENOSPC) {
 418                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 419                 goto out;
 420         } else if (ret == -ENOSPC) {
 421                 ret = 1;
 422                 goto out;
 423         }
 424
 425         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC, &inode->runtime_flags);
 426 out:
 427         /*
 428          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
 429          * it won't count as data extent, free them directly here.
 430          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
 431          * just free one page here.
 432          */
 433         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
 434         btrfs_free_path(path);
 435         btrfs_end_transaction(trans);
 436         return ret;
 437 }
 438
 439 struct async_extent {
 440         u64 start;
 441         u64 ram_size;
 442         u64 compressed_size;
 443         struct page **pages;
 444         unsigned long nr_pages;
 445         int compress_type;
 446         struct list_head list;
 447 };
 448
 449 struct async_chunk {
 450         struct inode *inode;
 451         struct page *locked_page;
 452         u64 start;
 453         u64 end;
 454         unsigned int write_flags;
 455         struct list_head extents;
 456         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
 457         struct btrfs_work work;
 458         atomic_t *pending;
 459 };
 460
 461 struct async_cow {
 462         /* Number of chunks in flight; must be first in the structure */
 463         atomic_t num_chunks;
 464         struct async_chunk chunks[];
 465 };
 466
 467 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
 468                                      u64 start, u64 ram_size,
 469                                      u64 compressed_size,
 470                                      struct page **pages,
 471                                      unsigned long nr_pages,
 472                                      int compress_type)
 473 {
 474         struct async_extent *async_extent;
 475
 476         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
 477         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
 478         async_extent->start = start;
 479         async_extent->ram_size = ram_size;
 480         async_extent->compressed_size = compressed_size;
 481         async_extent->pages = pages;
 482         async_extent->nr_pages = nr_pages;
 483         async_extent->compress_type = compress_type;
 484         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
 485         return 0;
 486 }
 487
 488 /*
 489  * Check if the inode has flags compatible with compression
 490  */
 491 static inline bool inode_can_compress(struct btrfs_inode *inode)
 492 {
 493         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW ||
 494             inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
 495                 return false;
 496         return true;
 497 }
 498
 499 /*
 500  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
 501  * options, defragmentation, properties or heuristics.
 502  */
 503 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
 504                                       u64 end)
 505 {
 506         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 507
 508         if (!inode_can_compress(inode)) {
 509                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
 510                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
 511                         btrfs_ino(inode));
 512                 return 0;
 513         }
 514         /* force compress */
 515         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
 516                 return 1;
 517         /* defrag ioctl */
 518         if (inode->defrag_compress)
 519                 return 1;
 520         /* bad compression ratios */
 521         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
 522                 return 0;
 523         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
 524             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
 525             inode->prop_compress)
 526                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
 527         return 0;
 528 }
 529
 530 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
 531                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u64 small_write)
 532 {
 533         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
 534         if (num_bytes < small_write &&
 535             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
 536                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode);
 537 }
 538
 539 /*
 540  * we create compressed extents in two phases.  The first
 541  * phase compresses a range of pages that have already been
 542  * locked (both pages and state bits are locked).
 543  *
 544  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
 545  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
 546  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
 547  * happens in the same order things were put onto the queue by
 548  * writepages and friends.
 549  *
 550  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
 551  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
 552  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
 553  * are written in the same order that the flusher thread sent them
 554  * down.
 555  */
 556 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
 557 {
 558         struct inode *inode = async_chunk->inode;
 559         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 560         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
 561         u64 start = async_chunk->start;
 562         u64 end = async_chunk->end;
 563         u64 actual_end;
 564         u64 i_size;
 565         int ret = 0;
 566         struct page **pages = NULL;
 567         unsigned long nr_pages;
 568         unsigned long total_compressed = 0;
 569         unsigned long total_in = 0;
 570         int i;
 571         int will_compress;
 572         int compress_type = fs_info->compress_type;
 573         int compressed_extents = 0;
 574         int redirty = 0;
 575
 576         inode_should_defrag(BTRFS_I(inode), start, end, end - start + 1,
 577                         SZ_16K);
 578
 579         /*
 580          * We need to save i_size before now because it could change in between
 581          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
 582          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
 583          * later on.
 584          *
 585          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
 586          * does that for us.
 587          */
 588         barrier();
 589         i_size = i_size_read(inode);
 590         barrier();
 591         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
 592 again:
 593         will_compress = 0;
 594         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
 595         BUILD_BUG_ON((BTRFS_MAX_COMPRESSED % PAGE_SIZE) != 0);
 596         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages,
 597                         BTRFS_MAX_COMPRESSED / PAGE_SIZE);
 598
 599         /*
 600          * we don't want to send crud past the end of i_size through
 601          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
 602          * end of the file is before the start of our current
 603          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
 604          * cleanup code that can deal with all of this.
 605          *
 606          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
 607          * very uncommon corner.
 608          */
 609         if (actual_end <= start)
 610                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
 611
 612         total_compressed = actual_end - start;
 613
 614         /*
 615          * skip compression for a small file range(<=blocksize) that
 616          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
 617          */
 618         if (total_compressed <= blocksize &&
 619            (start > 0 || end + 1 < BTRFS_I(inode)->disk_i_size))
 620                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
 621
 622         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
 623                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
 624         total_in = 0;
 625         ret = 0;
 626
 627         /*
 628          * we do compression for mount -o compress and when the
 629          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
 630          * change at any time if we discover bad compression ratios.
 631          */
 632         if (inode_need_compress(BTRFS_I(inode), start, end)) {
 633                 WARN_ON(pages);
 634                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
 635                 if (!pages) {
 636                         /* just bail out to the uncompressed code */
 637                         nr_pages = 0;
 638                         goto cont;
 639                 }
 640
 641                 if (BTRFS_I(inode)->defrag_compress)
 642                         compress_type = BTRFS_I(inode)->defrag_compress;
 643                 else if (BTRFS_I(inode)->prop_compress)
 644                         compress_type = BTRFS_I(inode)->prop_compress;
 645
 646                 /*
 647                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
 648                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
 649                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
 650                  * we are compressing them.
 651                  *
 652                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
 653                  * dirty again later on.
 654                  *
 655                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
 656                  * has moved, the end is the original one.
 657                  */
 658                 if (!redirty) {
 659                         extent_range_clear_dirty_for_io(inode, start, end);
 660                         redirty = 1;
 661                 }
 662
 663                 /* Compression level is applied here and only here */
 664                 ret = btrfs_compress_pages(
 665                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
 666                                            inode->i_mapping, start,
 667                                            pages,
 668                                            &nr_pages,
 669                                            &total_in,
 670                                            &total_compressed);
 671
 672                 if (!ret) {
 673                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
 674                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
 675
 676                         /* zero the tail end of the last page, we might be
 677                          * sending it down to disk
 678                          */
 679                         if (offset)
 680                                 memzero_page(page, offset, PAGE_SIZE - offset);
 681                         will_compress = 1;
 682                 }
 683         }
 684 cont:
 685         if (start == 0) {
 686                 /* lets try to make an inline extent */
 687                 if (ret || total_in < actual_end) {
 688                         /* we didn't compress the entire range, try
 689                          * to make an uncompressed inline extent.
 690                          */
 691                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), start, end,
 692                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
 693                                                     NULL);
 694                 } else {
 695                         /* try making a compressed inline extent */
 696                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), start, end,
 697                                                     total_compressed,
 698                                                     compress_type, pages);
 699                 }
 700                 if (ret <= 0) {
 701                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
 702                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
 703                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
 704                         unsigned long page_error_op;
 705
 706                         page_error_op = ret < 0 ? PAGE_SET_ERROR : 0;
 707
 708                         /*
 709                          * inline extent creation worked or returned error,
 710                          * we don't need to create any more async work items.
 711                          * Unlock and free up our temp pages.
 712                          *
 713                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
 714                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
 715                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
 716                          * range.
 717                          */
 718                         extent_clear_unlock_delalloc(BTRFS_I(inode), start, end,
 719                                                      NULL,
 720                                                      clear_flags,
 721                                                      PAGE_UNLOCK |
 722                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
 723                                                      page_error_op |
 724                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
 725
 726                         /*
 727                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
 728                          * them allocated, as we can still reach here with
 729                          * inode_need_compress() == false.
 730                          */
 731                         if (pages) {
 732                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 733                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
 734                                         put_page(pages[i]);
 735                                 }
 736                                 kfree(pages);
 737                         }
 738                         return 0;
 739                 }
 740         }
 741
 742         if (will_compress) {
 743                 /*
 744                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
 745                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
 746                  * things
 747                  */
 748                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
 749
 750                 /*
 751                  * one last check to make sure the compression is really a
 752                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
 753                  * compression must free at least one sector size
 754                  */
 755                 total_in = ALIGN(total_in, PAGE_SIZE);
 756                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
 757                         compressed_extents++;
 758
 759                         /*
 760                          * The async work queues will take care of doing actual
 761                          * allocation on disk for these compressed pages, and
 762                          * will submit them to the elevator.
 763                          */
 764                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
 765                                         total_compressed, pages, nr_pages,
 766                                         compress_type);
 767
 768                         if (start + total_in < end) {
 769                                 start += total_in;
 770                                 pages = NULL;
 771                                 cond_resched();
 772                                 goto again;
 773                         }
 774                         return compressed_extents;
 775                 }
 776         }
 777         if (pages) {
 778                 /*
 779                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
 780                  * free any pages it allocated and our page pointer array
 781                  */
 782                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 783                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
 784                         put_page(pages[i]);
 785                 }
 786                 kfree(pages);
 787                 pages = NULL;
 788                 total_compressed = 0;
 789                 nr_pages = 0;
 790
 791                 /* flag the file so we don't compress in the future */
 792                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
 793                     !(BTRFS_I(inode)->prop_compress)) {
 794                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
 795                 }
 796         }
 797 cleanup_and_bail_uncompressed:
 798         /*
 799          * No compression, but we still need to write the pages in the file
 800          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
 801          * to our extent and set things up for the async work queue to run
 802          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
 803          */
 804         if (async_chunk->locked_page &&
 805             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
 806              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
 807                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
 808                 /* unlocked later on in the async handlers */
 809         }
 810
 811         if (redirty)
 812                 extent_range_redirty_for_io(inode, start, end);
 813         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
 814                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
 815         compressed_extents++;
 816
 817         return compressed_extents;
 818 }
 819
 820 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
 821 {
 822         int i;
 823
 824         if (!async_extent->pages)
 825                 return;
 826
 827         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
 828                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
 829                 put_page(async_extent->pages[i]);
 830         }
 831         kfree(async_extent->pages);
 832         async_extent->nr_pages = 0;
 833         async_extent->pages = NULL;
 834 }
 835
 836 /*
 837  * phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion
 838  * of the code, which only gets called in the order the work was
 839  * queued.  We walk all the async extents created by compress_file_range
 840  * and send them down to the disk.
 841  */
 842 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
 843 {
 844         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(async_chunk->inode);
 845         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 846         struct async_extent *async_extent;
 847         u64 alloc_hint = 0;
 848         struct btrfs_key ins;
 849         struct extent_map *em;
 850         struct btrfs_root *root = inode->root;
 851         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
 852         int ret = 0;
 853
 854 again:
 855         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
 856                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
 857                                           struct async_extent, list);
 858                 list_del(&async_extent->list);
 859
 860 retry:
 861                 lock_extent(io_tree, async_extent->start,
 862                             async_extent->start + async_extent->ram_size - 1);
 863                 /* did the compression code fall back to uncompressed IO? */
 864                 if (!async_extent->pages) {
 865                         int page_started = 0;
 866                         unsigned long nr_written = 0;
 867
 868                         /* allocate blocks */
 869                         ret = cow_file_range(inode, async_chunk->locked_page,
 870                                              async_extent->start,
 871                                              async_extent->start +
 872                                              async_extent->ram_size - 1,
 873                                              &page_started, &nr_written, 0);
 874
 875                         /* JDM XXX */
 876
 877                         /*
 878                          * if page_started, cow_file_range inserted an
 879                          * inline extent and took care of all the unlocking
 880                          * and IO for us.  Otherwise, we need to submit
 881                          * all those pages down to the drive.
 882                          */
 883                         if (!page_started && !ret)
 884                                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode,
 885                                                   async_extent->start,
 886                                                   async_extent->start +
 887                                                   async_extent->ram_size - 1,
 888                                                   WB_SYNC_ALL);
 889                         else if (ret && async_chunk->locked_page)
 890                                 unlock_page(async_chunk->locked_page);
 891                         kfree(async_extent);
 892                         cond_resched();
 893                         continue;
 894                 }
 895
 896                 ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
 897                                            async_extent->compressed_size,
 898                                            async_extent->compressed_size,
 899                                            0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
 900                 if (ret) {
 901                         free_async_extent_pages(async_extent);
 902
 903                         if (ret == -ENOSPC) {
 904                                 unlock_extent(io_tree, async_extent->start,
 905                                               async_extent->start +
 906                                               async_extent->ram_size - 1);
 907
 908                                 /*
 909                                  * we need to redirty the pages if we decide to
 910                                  * fallback to uncompressed IO, otherwise we
 911                                  * will not submit these pages down to lower
 912                                  * layers.
 913                                  */
 914                                 extent_range_redirty_for_io(&inode->vfs_inode,
 915                                                 async_extent->start,
 916                                                 async_extent->start +
 917                                                 async_extent->ram_size - 1);
 918
 919                                 goto retry;
 920                         }
 921                         goto out_free;
 922                 }
 923                 /*
 924                  * here we're doing allocation and writeback of the
 925                  * compressed pages
 926                  */
 927                 em = create_io_em(inode, async_extent->start,
 928                                   async_extent->ram_size, /* len */
 929                                   async_extent->start, /* orig_start */
 930                                   ins.objectid, /* block_start */
 931                                   ins.offset, /* block_len */
 932                                   ins.offset, /* orig_block_len */
 933                                   async_extent->ram_size, /* ram_bytes */
 934                                   async_extent->compress_type,
 935                                   BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
 936                 if (IS_ERR(em))
 937                         /* ret value is not necessary due to void function */
 938                         goto out_free_reserve;
 939                 free_extent_map(em);
 940
 941                 ret = btrfs_add_ordered_extent_compress(inode,
 942                                                 async_extent->start,
 943                                                 ins.objectid,
 944                                                 async_extent->ram_size,
 945                                                 ins.offset,
 946                                                 async_extent->compress_type);
 947                 if (ret) {
 948                         btrfs_drop_extent_cache(inode, async_extent->start,
 949                                                 async_extent->start +
 950                                                 async_extent->ram_size - 1, 0);
 951                         goto out_free_reserve;
 952                 }
 953                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
 954
 955                 /*
 956                  * clear dirty, set writeback and unlock the pages.
 957                  */
 958                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, async_extent->start,
 959                                 async_extent->start +
 960                                 async_extent->ram_size - 1,
 961                                 NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
 962                                 PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
 963                 if (btrfs_submit_compressed_write(inode, async_extent->start,
 964                                     async_extent->ram_size,
 965                                     ins.objectid,
 966                                     ins.offset, async_extent->pages,
 967                                     async_extent->nr_pages,
 968                                     async_chunk->write_flags,
 969                                     async_chunk->blkcg_css)) {
 970                         struct page *p = async_extent->pages[0];
 971                         const u64 start = async_extent->start;
 972                         const u64 end = start + async_extent->ram_size - 1;
 973
 974                         p->mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
 975                         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, p, start,
 976                                                              end, 0);
 977
 978                         p->mapping = NULL;
 979                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, NULL, 0,
 980                                                      PAGE_END_WRITEBACK |
 981                                                      PAGE_SET_ERROR);
 982                         free_async_extent_pages(async_extent);
 983                 }
 984                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
 985                 kfree(async_extent);
 986                 cond_resched();
 987         }
 988         return;
 989 out_free_reserve:
 990         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
 991         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
 992 out_free:
 993         extent_clear_unlock_delalloc(inode, async_extent->start,
 994                                      async_extent->start +
 995                                      async_extent->ram_size - 1,
 996                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
 997                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
 998                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
 999                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1000                                      PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1001         free_async_extent_pages(async_extent);
1002         kfree(async_extent);
1003         goto again;
1004 }
1005
1006 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1007                                       u64 num_bytes)
1008 {
1009         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1010         struct extent_map *em;
1011         u64 alloc_hint = 0;
1012
1013         read_lock(&em_tree->lock);
1014         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1015         if (em) {
1016                 /*
1017                  * if block start isn't an actual block number then find the
1018                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1019                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1020                  */
1021                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1022                         free_extent_map(em);
1023                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1024                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1025                                 alloc_hint = em->block_start;
1026                         if (em)
1027                                 free_extent_map(em);
1028                 } else {
1029                         alloc_hint = em->block_start;
1030                         free_extent_map(em);
1031                 }
1032         }
1033         read_unlock(&em_tree->lock);
1034
1035         return alloc_hint;
1036 }
1037
1038 /*
1039  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1040  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1041  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1042  * in ram to track those extents.
1043  *
1044  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1045  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1046  *
1047  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
1048  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
1049  * IO when we return.
1050  */
1051 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1052                                    struct page *locked_page,
1053                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
1054                                    unsigned long *nr_written, int unlock)
1055 {
1056         struct btrfs_root *root = inode->root;
1057         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1058         u64 alloc_hint = 0;
1059         u64 num_bytes;
1060         unsigned long ram_size;
1061         u64 cur_alloc_size = 0;
1062         u64 min_alloc_size;
1063         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1064         struct btrfs_key ins;
1065         struct extent_map *em;
1066         unsigned clear_bits;
1067         unsigned long page_ops;
1068         bool extent_reserved = false;
1069         int ret = 0;
1070
1071         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1072                 WARN_ON_ONCE(1);
1073                 ret = -EINVAL;
1074                 goto out_unlock;
1075         }
1076
1077         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1078         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1079         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1080
1081         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1082
1083         if (start == 0) {
1084                 /* lets try to make an inline extent */
1085                 ret = cow_file_range_inline(inode, start, end, 0,
1086                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL);
1087                 if (ret == 0) {
1088                         /*
1089                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1090                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1091                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1092                          * range.
1093                          */
1094                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1095                                      locked_page,
1096                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1097                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1098                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1099                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1100                         *nr_written = *nr_written +
1101                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1102                         *page_started = 1;
1103                         /*
1104                          * locked_page is locked by the caller of
1105                          * writepage_delalloc(), not locked by
1106                          * __process_pages_contig().
1107                          *
1108                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1109                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1110                          *
1111                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1112                          * can't use page_started to determine if it's an
1113                          * inline extent or a compressed extent.
1114                          */
1115                         unlock_page(locked_page);
1116                         goto out;
1117                 } else if (ret < 0) {
1118                         goto out_unlock;
1119                 }
1120         }
1121
1122         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1123         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + num_bytes - 1, 0);
1124
1125         /*
1126          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1127          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1128          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1129          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1130          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1131          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1132          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1133          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1134          * items.
1135          */
1136         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
1137                 min_alloc_size = num_bytes;
1138         else
1139                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1140
1141         while (num_bytes > 0) {
1142                 cur_alloc_size = num_bytes;
1143                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1144                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1145                                            &ins, 1, 1);
1146                 if (ret < 0)
1147                         goto out_unlock;
1148                 cur_alloc_size = ins.offset;
1149                 extent_reserved = true;
1150
1151                 ram_size = ins.offset;
1152                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1153                                   start, /* orig_start */
1154                                   ins.objectid, /* block_start */
1155                                   ins.offset, /* block_len */
1156                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1157                                   ram_size, /* ram_bytes */
1158                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1159                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1160                 if (IS_ERR(em)) {
1161                         ret = PTR_ERR(em);
1162                         goto out_reserve;
1163                 }
1164                 free_extent_map(em);
1165
1166                 ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, ins.objectid,
1167                                                ram_size, cur_alloc_size,
1168                                                BTRFS_ORDERED_REGULAR);
1169                 if (ret)
1170                         goto out_drop_extent_cache;
1171
1172                 if (root->root_key.objectid ==
1173                     BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID) {
1174                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, start,
1175                                                       cur_alloc_size);
1176                         /*
1177                          * Only drop cache here, and process as normal.
1178                          *
1179                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1180                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1181                          * extent, as its meta should be freed by
1182                          * btrfs_finish_ordered_io().
1183                          *
1184                          * So we must continue until @start is increased to
1185                          * skip current ordered extent.
1186                          */
1187                         if (ret)
1188                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start,
1189                                                 start + ram_size - 1, 0);
1190                 }
1191
1192                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1193
1194                 /*
1195                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1196                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1197                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1198                  *
1199                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1200                  * properly setup for writepage.
1201                  */
1202                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1203                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1204
1205                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1206                                              locked_page,
1207                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1208                                              page_ops);
1209                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1210                         num_bytes = 0;
1211                 else
1212                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1213                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1214                 start += cur_alloc_size;
1215                 extent_reserved = false;
1216
1217                 /*
1218                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1219                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1220                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1221                  */
1222                 if (ret)
1223                         goto out_unlock;
1224         }
1225 out:
1226         return ret;
1227
1228 out_drop_extent_cache:
1229         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + ram_size - 1, 0);
1230 out_reserve:
1231         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1232         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1233 out_unlock:
1234         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1235                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1236         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1237         /*
1238          * If we reserved an extent for our delalloc range (or a subrange) and
1239          * failed to create the respective ordered extent, then it means that
1240          * when we reserved the extent we decremented the extent's size from
1241          * the data space_info's bytes_may_use counter and incremented the
1242          * space_info's bytes_reserved counter by the same amount. We must make
1243          * sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try to decrement again
1244          * the data space_info's bytes_may_use counter, therefore we do not pass
1245          * it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1246          */
1247         if (extent_reserved) {
1248                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1249                                              start + cur_alloc_size - 1,
1250                                              locked_page,
1251                                              clear_bits,
1252                                              page_ops);
1253                 start += cur_alloc_size;
1254                 if (start >= end)
1255                         goto out;
1256         }
1257         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1258                                      clear_bits | EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1259                                      page_ops);
1260         goto out;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * work queue call back to started compression on a file and pages
1265  */
1266 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1267 {
1268         struct async_chunk *async_chunk;
1269         int compressed_extents;
1270
1271         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1272
1273         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1274         if (compressed_extents == 0) {
1275                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1276                 async_chunk->inode = NULL;
1277         }
1278 }
1279
1280 /*
1281  * work queue call back to submit previously compressed pages
1282  */
1283 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1284 {
1285         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1286                                                      work);
1287         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1288         unsigned long nr_pages;
1289
1290         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1291                 PAGE_SHIFT;
1292
1293         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1294         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1295             5 * SZ_1M)
1296                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1297
1298         /*
1299          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1300          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1301          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1302          * happening in cow_file_range_async
1303          */
1304         if (async_chunk->inode)
1305                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1306 }
1307
1308 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1309 {
1310         struct async_chunk *async_chunk;
1311
1312         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1313         if (async_chunk->inode)
1314                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1315         if (async_chunk->blkcg_css)
1316                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1317         /*
1318          * Since the pointer to 'pending' is at the beginning of the array of
1319          * async_chunk's, freeing it ensures the whole array has been freed.
1320          */
1321         if (atomic_dec_and_test(async_chunk->pending))
1322                 kvfree(async_chunk->pending);
1323 }
1324
1325 static int cow_file_range_async(struct btrfs_inode *inode,
1326                                 struct writeback_control *wbc,
1327                                 struct page *locked_page,
1328                                 u64 start, u64 end, int *page_started,
1329                                 unsigned long *nr_written)
1330 {
1331         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1332         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1333         struct async_cow *ctx;
1334         struct async_chunk *async_chunk;
1335         unsigned long nr_pages;
1336         u64 cur_end;
1337         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1338         int i;
1339         bool should_compress;
1340         unsigned nofs_flag;
1341         const unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1342
1343         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end);
1344
1345         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS &&
1346             !btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS)) {
1347                 num_chunks = 1;
1348                 should_compress = false;
1349         } else {
1350                 should_compress = true;
1351         }
1352
1353         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1354         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1355         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1356
1357         if (!ctx) {
1358                 unsigned clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1359                         EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1360                         EXTENT_DO_ACCOUNTING;
1361                 unsigned long page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1362                                          PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR;
1363
1364                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1365                                              clear_bits, page_ops);
1366                 return -ENOMEM;
1367         }
1368
1369         async_chunk = ctx->chunks;
1370         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1371
1372         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1373                 if (should_compress)
1374                         cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1375                 else
1376                         cur_end = end;
1377
1378                 /*
1379                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1380                  * lightweight reference for the callback lifetime
1381                  */
1382                 ihold(&inode->vfs_inode);
1383                 async_chunk[i].pending = &ctx->num_chunks;
1384                 async_chunk[i].inode = &inode->vfs_inode;
1385                 async_chunk[i].start = start;
1386                 async_chunk[i].end = cur_end;
1387                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1388                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1389
1390                 /*
1391                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1392                  * the original page we were actually given.  As we spread
1393                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1394                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1395                  *
1396                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1397                  * to unlock it.
1398                  */
1399                 if (locked_page) {
1400                         /*
1401                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1402                          * might not go through async.  We want all of them to
1403                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1404                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1405                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1406                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1407                          * against the first page.
1408                          */
1409                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1410                                                  cur_end - start);
1411                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1412                         locked_page = NULL;
1413                 } else {
1414                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1415                 }
1416
1417                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1418                         css_get(blkcg_css);
1419                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1420                 } else {
1421                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1422                 }
1423
1424                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1425                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1426
1427                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1428                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1429
1430                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1431
1432                 *nr_written += nr_pages;
1433                 start = cur_end + 1;
1434         }
1435         *page_started = 1;
1436         return 0;
1437 }
1438
1439 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1440                                        struct page *locked_page, u64 start,
1441                                        u64 end, int *page_started,
1442                                        unsigned long *nr_written)
1443 {
1444         int ret;
1445
1446         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1447                              nr_written, 0);
1448         if (ret)
1449                 return ret;
1450
1451         if (*page_started)
1452                 return 0;
1453
1454         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1455         account_page_redirty(locked_page);
1456         extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end, WB_SYNC_ALL);
1457         *page_started = 1;
1458
1459         return 0;
1460 }
1461
1462 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1463                                         u64 bytenr, u64 num_bytes)
1464 {
1465         int ret;
1466         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1467         LIST_HEAD(list);
1468
1469         ret = btrfs_lookup_csums_range(fs_info->csum_root, bytenr,
1470                                        bytenr + num_bytes - 1, &list, 0);
1471         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1472                 return 0;
1473
1474         while (!list_empty(&list)) {
1475                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1476                 list_del(&sums->list);
1477                 kfree(sums);
1478         }
1479         if (ret < 0)
1480                 return ret;
1481         return 1;
1482 }
1483
1484 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1485                            const u64 start, const u64 end,
1486                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1487 {
1488         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1489         const bool is_reloc_ino = (inode->root->root_key.objectid ==
1490                                    BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID);
1491         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1492         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1493         u64 range_start = start;
1494         u64 count;
1495
1496         /*
1497          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1498          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1499          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1500          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1501          * has the NOCOW bit set).
1502          *
1503          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1504          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1505          * scrub or relocation) we need to do the following:
1506          *
1507          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1508          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1509          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1510          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1511          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1512          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1513          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1514          *
1515          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1516          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1517          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1518          *    data space info, which we incremented in the step above.
1519          *
1520          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1521          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1522          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1523          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1524          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1525          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1526          * when starting writeback.
1527          */
1528         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1529                                  EXTENT_NORESERVE, 0);
1530         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1531                 u64 bytes = count;
1532                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1533                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1534
1535                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1536                         bytes = range_bytes;
1537
1538                 spin_lock(&sinfo->lock);
1539                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1540                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1541
1542                 if (count > 0)
1543                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1544                                          0, 0, NULL);
1545         }
1546
1547         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1548                               nr_written, 1);
1549 }
1550
1551 /*
1552  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1553  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1554  *
1555  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1556  * blocks on disk
1557  */
1558 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1559                                        struct page *locked_page,
1560                                        const u64 start, const u64 end,
1561                                        int *page_started,
1562                                        unsigned long *nr_written)
1563 {
1564         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1565         struct btrfs_root *root = inode->root;
1566         struct btrfs_path *path;
1567         u64 cow_start = (u64)-1;
1568         u64 cur_offset = start;
1569         int ret;
1570         bool check_prev = true;
1571         const bool freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1572         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1573         bool nocow = false;
1574         u64 disk_bytenr = 0;
1575         const bool force = inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW;
1576
1577         path = btrfs_alloc_path();
1578         if (!path) {
1579                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1580                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1581                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1582                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
1583                                              PAGE_START_WRITEBACK |
1584                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1585                 return -ENOMEM;
1586         }
1587
1588         while (1) {
1589                 struct btrfs_key found_key;
1590                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
1591                 struct extent_buffer *leaf;
1592                 u64 extent_end;
1593                 u64 extent_offset;
1594                 u64 num_bytes = 0;
1595                 u64 disk_num_bytes;
1596                 u64 ram_bytes;
1597                 int extent_type;
1598
1599                 nocow = false;
1600
1601                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
1602                                                cur_offset, 0);
1603                 if (ret < 0)
1604                         goto error;
1605
1606                 /*
1607                  * If there is no extent for our range when doing the initial
1608                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
1609                  * one containing the search offset
1610                  */
1611                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
1612                         leaf = path->nodes[0];
1613                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
1614                                               path->slots[0] - 1);
1615                         if (found_key.objectid == ino &&
1616                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
1617                                 path->slots[0]--;
1618                 }
1619                 check_prev = false;
1620 next_slot:
1621                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
1622                 leaf = path->nodes[0];
1623                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1624                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1625                         if (ret < 0) {
1626                                 if (cow_start != (u64)-1)
1627                                         cur_offset = cow_start;
1628                                 goto error;
1629                         }
1630                         if (ret > 0)
1631                                 break;
1632                         leaf = path->nodes[0];
1633                 }
1634
1635                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1636
1637                 /* Didn't find anything for our INO */
1638                 if (found_key.objectid > ino)
1639                         break;
1640                 /*
1641                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
1642                  * more extents for this inode
1643                  */
1644                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
1645                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
1646                         path->slots[0]++;
1647                         goto next_slot;
1648                 }
1649
1650                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
1651                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
1652                     found_key.offset > end)
1653                         break;
1654
1655                 /*
1656                  * If the found extent starts after requested offset, then
1657                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
1658                  */
1659                 if (found_key.offset > cur_offset) {
1660                         extent_end = found_key.offset;
1661                         extent_type = 0;
1662                         goto out_check;
1663                 }
1664
1665                 /*
1666                  * Found extent which begins before our range and potentially
1667                  * intersect it
1668                  */
1669                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1670                                     struct btrfs_file_extent_item);
1671                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1672
1673                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
1674                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
1675                     extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
1676                         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1677                         extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1678                         extent_end = found_key.offset +
1679                                 btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
1680                         disk_num_bytes =
1681                                 btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1682                         /*
1683                          * If the extent we got ends before our current offset,
1684                          * skip to the next extent.
1685                          */
1686                         if (extent_end <= cur_offset) {
1687                                 path->slots[0]++;
1688                                 goto next_slot;
1689                         }
1690                         /* Skip holes */
1691                         if (disk_bytenr == 0)
1692                                 goto out_check;
1693                         /* Skip compressed/encrypted/encoded extents */
1694                         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1695                             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1696                             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1697                                 goto out_check;
1698                         /*
1699                          * If extent is created before the last volume's snapshot
1700                          * this implies the extent is shared, hence we can't do
1701                          * nocow. This is the same check as in
1702                          * btrfs_cross_ref_exist but without calling
1703                          * btrfs_search_slot.
1704                          */
1705                         if (!freespace_inode &&
1706                             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1707                             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1708                                 goto out_check;
1709                         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG && !force)
1710                                 goto out_check;
1711
1712                         /*
1713                          * The following checks can be expensive, as they need to
1714                          * take other locks and do btree or rbtree searches, so
1715                          * release the path to avoid blocking other tasks for too
1716                          * long.
1717                          */
1718                         btrfs_release_path(path);
1719
1720                         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, ino,
1721                                                     found_key.offset -
1722                                                     extent_offset, disk_bytenr, false);
1723                         if (ret) {
1724                                 /*
1725                                  * ret could be -EIO if the above fails to read
1726                                  * metadata.
1727                                  */
1728                                 if (ret < 0) {
1729                                         if (cow_start != (u64)-1)
1730                                                 cur_offset = cow_start;
1731                                         goto error;
1732                                 }
1733
1734                                 WARN_ON_ONCE(freespace_inode);
1735                                 goto out_check;
1736                         }
1737                         disk_bytenr += extent_offset;
1738                         disk_bytenr += cur_offset - found_key.offset;
1739                         num_bytes = min(end + 1, extent_end) - cur_offset;
1740                         /*
1741                          * If there are pending snapshots for this root, we
1742                          * fall into common COW way
1743                          */
1744                         if (!freespace_inode && atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1745                                 goto out_check;
1746                         /*
1747                          * force cow if csum exists in the range.
1748                          * this ensure that csum for a given extent are
1749                          * either valid or do not exist.
1750                          */
1751                         ret = csum_exist_in_range(fs_info, disk_bytenr,
1752                                                   num_bytes);
1753                         if (ret) {
1754                                 /*
1755                                  * ret could be -EIO if the above fails to read
1756                                  * metadata.
1757                                  */
1758                                 if (ret < 0) {
1759                                         if (cow_start != (u64)-1)
1760                                                 cur_offset = cow_start;
1761                                         goto error;
1762                                 }
1763                                 WARN_ON_ONCE(freespace_inode);
1764                                 goto out_check;
1765                         }
1766                         /* If the extent's block group is RO, we must COW */
1767                         if (!btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, disk_bytenr))
1768                                 goto out_check;
1769                         nocow = true;
1770                 } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
1771                         extent_end = found_key.offset + ram_bytes;
1772                         extent_end = ALIGN(extent_end, fs_info->sectorsize);
1773                         /* Skip extents outside of our requested range */
1774                         if (extent_end <= start) {
1775                                 path->slots[0]++;
1776                                 goto next_slot;
1777                         }
1778                 } else {
1779                         /* If this triggers then we have a memory corruption */
1780                         BUG();
1781                 }
1782 out_check:
1783                 /*
1784                  * If nocow is false then record the beginning of the range
1785                  * that needs to be COWed
1786                  */
1787                 if (!nocow) {
1788                         if (cow_start == (u64)-1)
1789                                 cow_start = cur_offset;
1790                         cur_offset = extent_end;
1791                         if (cur_offset > end)
1792                                 break;
1793                         if (!path->nodes[0])
1794                                 continue;
1795                         path->slots[0]++;
1796                         goto next_slot;
1797                 }
1798
1799                 /*
1800                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
1801                  * will contain the beginning of the first extent that can be
1802                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
1803                  */
1804                 if (cow_start != (u64)-1) {
1805                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
1806                                               cow_start, found_key.offset - 1,
1807                                               page_started, nr_written);
1808                         if (ret)
1809                                 goto error;
1810                         cow_start = (u64)-1;
1811                 }
1812
1813                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
1814                         u64 orig_start = found_key.offset - extent_offset;
1815                         struct extent_map *em;
1816
1817                         em = create_io_em(inode, cur_offset, num_bytes,
1818                                           orig_start,
1819                                           disk_bytenr, /* block_start */
1820                                           num_bytes, /* block_len */
1821                                           disk_num_bytes, /* orig_block_len */
1822                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
1823                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
1824                         if (IS_ERR(em)) {
1825                                 ret = PTR_ERR(em);
1826                                 goto error;
1827                         }
1828                         free_extent_map(em);
1829                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
1830                                                        disk_bytenr, num_bytes,
1831                                                        num_bytes,
1832                                                        BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
1833                         if (ret) {
1834                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
1835                                                         cur_offset + num_bytes - 1,
1836                                                         0);
1837                                 goto error;
1838                         }
1839                 } else {
1840                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
1841                                                        disk_bytenr, num_bytes,
1842                                                        num_bytes,
1843                                                        BTRFS_ORDERED_NOCOW);
1844                         if (ret)
1845                                 goto error;
1846                 }
1847
1848                 if (nocow)
1849                         btrfs_dec_nocow_writers(fs_info, disk_bytenr);
1850                 nocow = false;
1851
1852                 if (root->root_key.objectid ==
1853                     BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
1854                         /*
1855                          * Error handled later, as we must prevent
1856                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
1857                          * from freeing metadata of created ordered extent.
1858                          */
1859                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, cur_offset,
1860                                                       num_bytes);
1861
1862                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset,
1863                                              cur_offset + num_bytes - 1,
1864                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
1865                                              EXTENT_DELALLOC |
1866                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1867                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
1868
1869                 cur_offset = extent_end;
1870
1871                 /*
1872                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
1873                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
1874                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
1875                  */
1876                 if (ret)
1877                         goto error;
1878                 if (cur_offset > end)
1879                         break;
1880         }
1881         btrfs_release_path(path);
1882
1883         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
1884                 cow_start = cur_offset;
1885
1886         if (cow_start != (u64)-1) {
1887                 cur_offset = end;
1888                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
1889                                       page_started, nr_written);
1890                 if (ret)
1891                         goto error;
1892         }
1893
1894 error:
1895         if (nocow)
1896                 btrfs_dec_nocow_writers(fs_info, disk_bytenr);
1897
1898         if (ret && cur_offset < end)
1899                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
1900                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
1901                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
1902                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1903                                              PAGE_START_WRITEBACK |
1904                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1905         btrfs_free_path(path);
1906         return ret;
1907 }
1908
1909 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
1910 {
1911         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
1912                 if (inode->defrag_bytes &&
1913                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
1914                                    0, NULL))
1915                         return false;
1916                 return true;
1917         }
1918         return false;
1919 }
1920
1921 /*
1922  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
1923  * being touched for the first time.
1924  */
1925 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1926                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
1927                 struct writeback_control *wbc)
1928 {
1929         int ret;
1930         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
1931
1932         if (should_nocow(inode, start, end)) {
1933                 ASSERT(!zoned);
1934                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
1935                                          page_started, nr_written);
1936         } else if (!inode_can_compress(inode) ||
1937                    !inode_need_compress(inode, start, end)) {
1938                 if (zoned)
1939                         ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end,
1940                                                  page_started, nr_written);
1941                 else
1942                         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
1943                                              page_started, nr_written, 1);
1944         } else {
1945                 set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1946                 ret = cow_file_range_async(inode, wbc, locked_page, start, end,
1947                                            page_started, nr_written);
1948         }
1949         if (ret)
1950                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
1951                                               end - start + 1);
1952         return ret;
1953 }
1954
1955 void btrfs_split_delalloc_extent(struct inode *inode,
1956                                  struct extent_state *orig, u64 split)
1957 {
1958         u64 size;
1959
1960         /* not delalloc, ignore it */
1961         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
1962                 return;
1963
1964         size = orig->end - orig->start + 1;
1965         if (size > BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE) {
1966                 u32 num_extents;
1967                 u64 new_size;
1968
1969                 /*
1970                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
1971                  * applies here, just in reverse.
1972                  */
1973                 new_size = orig->end - split + 1;
1974                 num_extents = count_max_extents(new_size);
1975                 new_size = split - orig->start;
1976                 num_extents += count_max_extents(new_size);
1977                 if (count_max_extents(size) >= num_extents)
1978                         return;
1979         }
1980
1981         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
1982         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), 1);
1983         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
1988  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
1989  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
1990  */
1991 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *new,
1992                                  struct extent_state *other)
1993 {
1994         u64 new_size, old_size;
1995         u32 num_extents;
1996
1997         /* not delalloc, ignore it */
1998         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
1999                 return;
2000
2001         if (new->start > other->start)
2002                 new_size = new->end - other->start + 1;
2003         else
2004                 new_size = other->end - new->start + 1;
2005
2006         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2007         if (new_size <= BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE) {
2008                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2009                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2010                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2011                 return;
2012         }
2013
2014         /*
2015          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2016          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2017          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2018          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2019          *
2020          * [ 4k][MAX_SIZE]
2021          *
2022          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2023          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2024          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2025          *
2026          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2027          *
2028          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2029          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2030          * this case.
2031          */
2032         old_size = other->end - other->start + 1;
2033         num_extents = count_max_extents(old_size);
2034         old_size = new->end - new->start + 1;
2035         num_extents += count_max_extents(old_size);
2036         if (count_max_extents(new_size) >= num_extents)
2037                 return;
2038
2039         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2040         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2041         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2042 }
2043
2044 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2045                                       struct inode *inode)
2046 {
2047         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2048
2049         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2050         if (list_empty(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes)) {
2051                 list_add_tail(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes,
2052                               &root->delalloc_inodes);
2053                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2054                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
2055                 root->nr_delalloc_inodes++;
2056                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2057                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2058                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2059                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2060                                       &fs_info->delalloc_roots);
2061                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2062                 }
2063         }
2064         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2065 }
2066
2067
2068 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2069                                 struct btrfs_inode *inode)
2070 {
2071         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2072
2073         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2074                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2075                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2076                           &inode->runtime_flags);
2077                 root->nr_delalloc_inodes--;
2078                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2079                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2080                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2081                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2082                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2083                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2084                 }
2085         }
2086 }
2087
2088 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2089                                      struct btrfs_inode *inode)
2090 {
2091         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2092         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2093         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2094 }
2095
2096 /*
2097  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2098  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2099  */
2100 void btrfs_set_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *state,
2101                                unsigned *bits)
2102 {
2103         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2104
2105         if ((*bits & EXTENT_DEFRAG) && !(*bits & EXTENT_DELALLOC))
2106                 WARN_ON(1);
2107         /*
2108          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2109          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2110          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2111          */
2112         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (*bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2113                 struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2114                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2115                 u32 num_extents = count_max_extents(len);
2116                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode));
2117
2118                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2119                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), num_extents);
2120                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2121
2122                 /* For sanity tests */
2123                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2124                         return;
2125
2126                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2127                                          fs_info->delalloc_batch);
2128                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2129                 BTRFS_I(inode)->delalloc_bytes += len;
2130                 if (*bits & EXTENT_DEFRAG)
2131                         BTRFS_I(inode)->defrag_bytes += len;
2132                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2133                                          &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
2134                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2135                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2136         }
2137
2138         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2139             (*bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2140                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2141                 BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes += state->end + 1 -
2142                         state->start;
2143                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2144         }
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2149  * accounting happens.
2150  */
2151 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct inode *vfs_inode,
2152                                  struct extent_state *state, unsigned *bits)
2153 {
2154         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
2155         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(vfs_inode->i_sb);
2156         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2157         u32 num_extents = count_max_extents(len);
2158
2159         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (*bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2160                 spin_lock(&inode->lock);
2161                 inode->defrag_bytes -= len;
2162                 spin_unlock(&inode->lock);
2163         }
2164
2165         /*
2166          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2167          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2168          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2169          */
2170         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (*bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2171                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2172                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2173
2174                 spin_lock(&inode->lock);
2175                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2176                 spin_unlock(&inode->lock);
2177
2178                 /*
2179                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2180                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2181                  * error.
2182                  */
2183                 if (*bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2184                     root != fs_info->tree_root)
2185                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2186
2187                 /* For sanity tests. */
2188                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2189                         return;
2190
2191                 if (root->root_key.objectid != BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID &&
2192                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2193                     (*bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2194                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2195
2196                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2197                                          fs_info->delalloc_batch);
2198                 spin_lock(&inode->lock);
2199                 inode->delalloc_bytes -= len;
2200                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2201                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2202                                         &inode->runtime_flags))
2203                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2204                 spin_unlock(&inode->lock);
2205         }
2206
2207         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2208             (*bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2209                 spin_lock(&inode->lock);
2210                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2211                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2212                 if (*bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2213                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2214                 spin_unlock(&inode->lock);
2215         }
2216 }
2217
2218 /*
2219  * btrfs_bio_fits_in_stripe - Checks whether the size of the given bio will fit
2220  * in a chunk's stripe. This function ensures that bios do not span a
2221  * stripe/chunk
2222  *
2223  * @page - The page we are about to add to the bio
2224  * @size - size we want to add to the bio
2225  * @bio - bio we want to ensure is smaller than a stripe
2226  * @bio_flags - flags of the bio
2227  *
2228  * return 1 if page cannot be added to the bio
2229  * return 0 if page can be added to the bio
2230  * return error otherwise
2231  */
2232 int btrfs_bio_fits_in_stripe(struct page *page, size_t size, struct bio *bio,
2233                              unsigned long bio_flags)
2234 {
2235         struct inode *inode = page->mapping->host;
2236         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2237         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector << 9;
2238         u32 bio_len = bio->bi_iter.bi_size;
2239         struct extent_map *em;
2240         int ret = 0;
2241         struct btrfs_io_geometry geom;
2242
2243         if (bio_flags & EXTENT_BIO_COMPRESSED)
2244                 return 0;
2245
2246         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
2247         if (IS_ERR(em))
2248                 return PTR_ERR(em);
2249         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(bio), logical, &geom);
2250         if (ret < 0)
2251                 goto out;
2252
2253         if (geom.len < bio_len + size)
2254                 ret = 1;
2255 out:
2256         free_extent_map(em);
2257         return ret;
2258 }
2259
2260 /*
2261  * in order to insert checksums into the metadata in large chunks,
2262  * we wait until bio submission time.   All the pages in the bio are
2263  * checksummed and sums are attached onto the ordered extent record.
2264  *
2265  * At IO completion time the cums attached on the ordered extent record
2266  * are inserted into the btree
2267  */
2268 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start(struct inode *inode, struct bio *bio,
2269                                            u64 dio_file_offset)
2270 {
2271         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, 0, 0);
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Split an extent_map at [start, start + len]
2276  *
2277  * This function is intended to be used only for extract_ordered_extent().
2278  */
2279 static int split_zoned_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len,
2280                           u64 pre, u64 post)
2281 {
2282         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
2283         struct extent_map *em;
2284         struct extent_map *split_pre = NULL;
2285         struct extent_map *split_mid = NULL;
2286         struct extent_map *split_post = NULL;
2287         int ret = 0;
2288         int modified;
2289         unsigned long flags;
2290
2291         /* Sanity check */
2292         if (pre == 0 && post == 0)
2293                 return 0;
2294
2295         split_pre = alloc_extent_map();
2296         if (pre)
2297                 split_mid = alloc_extent_map();
2298         if (post)
2299                 split_post = alloc_extent_map();
2300         if (!split_pre || (pre && !split_mid) || (post && !split_post)) {
2301                 ret = -ENOMEM;
2302                 goto out;
2303         }
2304
2305         ASSERT(pre + post < len);
2306
2307         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1);
2308         write_lock(&em_tree->lock);
2309         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
2310         if (!em) {
2311                 ret = -EIO;
2312                 goto out_unlock;
2313         }
2314
2315         ASSERT(em->len == len);
2316         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
2317         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
2318
2319         flags = em->flags;
2320         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
2321         clear_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &flags);
2322         modified = !list_empty(&em->list);
2323
2324         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
2325         split_pre->start = em->start;
2326         split_pre->len = (pre ? pre : em->len - post);
2327         split_pre->orig_start = split_pre->start;
2328         split_pre->block_start = em->block_start;
2329         split_pre->block_len = split_pre->len;
2330         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
2331         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
2332         split_pre->flags = flags;
2333         split_pre->compress_type = em->compress_type;
2334         split_pre->generation = em->generation;
2335
2336         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, modified);
2337
2338         /*
2339          * Now we only have an extent_map at:
2340          *     [em->start, em->start + pre] if pre != 0
2341          *     [em->start, em->start + em->len - post] if pre == 0
2342          */
2343
2344         if (pre) {
2345                 /* Insert the middle extent_map */
2346                 split_mid->start = em->start + pre;
2347                 split_mid->len = em->len - pre - post;
2348                 split_mid->orig_start = split_mid->start;
2349                 split_mid->block_start = em->block_start + pre;
2350                 split_mid->block_len = split_mid->len;
2351                 split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
2352                 split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
2353                 split_mid->flags = flags;
2354                 split_mid->compress_type = em->compress_type;
2355                 split_mid->generation = em->generation;
2356                 add_extent_mapping(em_tree, split_mid, modified);
2357         }
2358
2359         if (post) {
2360                 split_post->start = em->start + em->len - post;
2361                 split_post->len = post;
2362                 split_post->orig_start = split_post->start;
2363                 split_post->block_start = em->block_start + em->len - post;
2364                 split_post->block_len = split_post->len;
2365                 split_post->orig_block_len = split_post->block_len;
2366                 split_post->ram_bytes = split_post->len;
2367                 split_post->flags = flags;
2368                 split_post->compress_type = em->compress_type;
2369                 split_post->generation = em->generation;
2370                 add_extent_mapping(em_tree, split_post, modified);
2371         }
2372
2373         /* Once for us */
2374         free_extent_map(em);
2375         /* Once for the tree */
2376         free_extent_map(em);
2377
2378 out_unlock:
2379         write_unlock(&em_tree->lock);
2380         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1);
2381 out:
2382         free_extent_map(split_pre);
2383         free_extent_map(split_mid);
2384         free_extent_map(split_post);
2385
2386         return ret;
2387 }
2388
2389 static blk_status_t extract_ordered_extent(struct btrfs_inode *inode,
2390                                            struct bio *bio, loff_t file_offset)
2391 {
2392         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2393         u64 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2394         u64 file_len;
2395         u64 len = bio->bi_iter.bi_size;
2396         u64 end = start + len;
2397         u64 ordered_end;
2398         u64 pre, post;
2399         int ret = 0;
2400
2401         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
2402         if (WARN_ON_ONCE(!ordered))
2403                 return BLK_STS_IOERR;
2404
2405         /* No need to split */
2406         if (ordered->disk_num_bytes == len)
2407                 goto out;
2408
2409         /* We cannot split once end_bio'd ordered extent */
2410         if (WARN_ON_ONCE(ordered->bytes_left != ordered->disk_num_bytes)) {
2411                 ret = -EINVAL;
2412                 goto out;
2413         }
2414
2415         /* We cannot split a compressed ordered extent */
2416         if (WARN_ON_ONCE(ordered->disk_num_bytes != ordered->num_bytes)) {
2417                 ret = -EINVAL;
2418                 goto out;
2419         }
2420
2421         ordered_end = ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes;
2422         /* bio must be in one ordered extent */
2423         if (WARN_ON_ONCE(start < ordered->disk_bytenr || end > ordered_end)) {
2424                 ret = -EINVAL;
2425                 goto out;
2426         }
2427
2428         /* Checksum list should be empty */
2429         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ordered->list))) {
2430                 ret = -EINVAL;
2431                 goto out;
2432         }
2433
2434         file_len = ordered->num_bytes;
2435         pre = start - ordered->disk_bytenr;
2436         post = ordered_end - end;
2437
2438         ret = btrfs_split_ordered_extent(ordered, pre, post);
2439         if (ret)
2440                 goto out;
2441         ret = split_zoned_em(inode, file_offset, file_len, pre, post);
2442
2443 out:
2444         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2445
2446         return errno_to_blk_status(ret);
2447 }
2448
2449 /*
2450  * extent_io.c submission hook. This does the right thing for csum calculation
2451  * on write, or reading the csums from the tree before a read.
2452  *
2453  * Rules about async/sync submit,
2454  * a) read:                             sync submit
2455  *
2456  * b) write without checksum:           sync submit
2457  *
2458  * c) write with checksum:
2459  *    c-1) if bio is issued by fsync:   sync submit
2460  *         (sync_writers != 0)
2461  *
2462  *    c-2) if root is reloc root:       sync submit
2463  *         (only in case of buffered IO)
2464  *
2465  *    c-3) otherwise:                   async submit
2466  */
2467 blk_status_t btrfs_submit_data_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
2468                                    int mirror_num, unsigned long bio_flags)
2469
2470 {
2471         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2472         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2473         enum btrfs_wq_endio_type metadata = BTRFS_WQ_ENDIO_DATA;
2474         blk_status_t ret = 0;
2475         int skip_sum;
2476         int async = !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers);
2477
2478         skip_sum = (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) ||
2479                    !fs_info->csum_root;
2480
2481         if (btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode)))
2482                 metadata = BTRFS_WQ_ENDIO_FREE_SPACE;
2483
2484         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
2485                 struct page *page = bio_first_bvec_all(bio)->bv_page;
2486                 loff_t file_offset = page_offset(page);
2487
2488                 ret = extract_ordered_extent(BTRFS_I(inode), bio, file_offset);
2489                 if (ret)
2490                         goto out;
2491         }
2492
2493         if (btrfs_op(bio) != BTRFS_MAP_WRITE) {
2494                 ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, metadata);
2495                 if (ret)
2496                         goto out;
2497
2498                 if (bio_flags & EXTENT_BIO_COMPRESSED) {
2499                         ret = btrfs_submit_compressed_read(inode, bio,
2500                                                            mirror_num,
2501                                                            bio_flags);
2502                         goto out;
2503                 } else {
2504                         /*
2505                          * Lookup bio sums does extra checks around whether we
2506                          * need to csum or not, which is why we ignore skip_sum
2507                          * here.
2508                          */
2509                         ret = btrfs_lookup_bio_sums(inode, bio, NULL);
2510                         if (ret)
2511                                 goto out;
2512                 }
2513                 goto mapit;
2514         } else if (async && !skip_sum) {
2515                 /* csum items have already been cloned */
2516                 if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
2517                         goto mapit;
2518                 /* we're doing a write, do the async checksumming */
2519                 ret = btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, mirror_num, bio_flags,
2520                                           0, btrfs_submit_bio_start);
2521                 goto out;
2522         } else if (!skip_sum) {
2523                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, 0, 0);
2524                 if (ret)
2525                         goto out;
2526         }
2527
2528 mapit:
2529         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, mirror_num);
2530
2531 out:
2532         if (ret) {
2533                 bio->bi_status = ret;
2534                 bio_endio(bio);
2535         }
2536         return ret;
2537 }
2538
2539 /*
2540  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2541  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2542  */
2543 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2544                              struct list_head *list)
2545 {
2546         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2547         int ret;
2548
2549         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2550                 trans->adding_csums = true;
2551                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, trans->fs_info->csum_root, sum);
2552                 trans->adding_csums = false;
2553                 if (ret)
2554                         return ret;
2555         }
2556         return 0;
2557 }
2558
2559 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2560                                          const u64 start,
2561                                          const u64 len,
2562                                          struct extent_state **cached_state)
2563 {
2564         u64 search_start = start;
2565         const u64 end = start + len - 1;
2566
2567         while (search_start < end) {
2568                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2569                 struct extent_map *em;
2570                 u64 em_len;
2571                 int ret = 0;
2572
2573                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2574                 if (IS_ERR(em))
2575                         return PTR_ERR(em);
2576
2577                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2578                         goto next;
2579
2580                 em_len = em->len;
2581                 if (em->start < search_start)
2582                         em_len -= search_start - em->start;
2583                 if (em_len > search_len)
2584                         em_len = search_len;
2585
2586                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2587                                      search_start + em_len - 1,
2588                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, 0, NULL, cached_state,
2589                                      GFP_NOFS, NULL);
2590 next:
2591                 search_start = extent_map_end(em);
2592                 free_extent_map(em);
2593                 if (ret)
2594                         return ret;
2595         }
2596         return 0;
2597 }
2598
2599 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2600                               unsigned int extra_bits,
2601                               struct extent_state **cached_state)
2602 {
2603         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2604
2605         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2606             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2607                 /*
2608                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2609                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2610                  */
2611                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2612         } else {
2613                 int ret;
2614
2615                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2616                                                     end + 1 - start,
2617                                                     cached_state);
2618                 if (ret)
2619                         return ret;
2620         }
2621
2622         return set_extent_delalloc(&inode->io_tree, start, end, extra_bits,
2623                                    cached_state);
2624 }
2625
2626 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2627 struct btrfs_writepage_fixup {
2628         struct page *page;
2629         struct inode *inode;
2630         struct btrfs_work work;
2631 };
2632
2633 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2634 {
2635         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2636         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2637         struct extent_state *cached_state = NULL;
2638         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2639         struct page *page;
2640         struct btrfs_inode *inode;
2641         u64 page_start;
2642         u64 page_end;
2643         int ret = 0;
2644         bool free_delalloc_space = true;
2645
2646         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2647         page = fixup->page;
2648         inode = BTRFS_I(fixup->inode);
2649         page_start = page_offset(page);
2650         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2651
2652         /*
2653          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2654          * we take the page lock.
2655          */
2656         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2657                                            PAGE_SIZE);
2658 again:
2659         lock_page(page);
2660
2661         /*
2662          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2663          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2664          * address space.
2665          */
2666         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2667                 /*
2668                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2669                  *
2670                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2671                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2672                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2673                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2674                  *    while waiting for the ordered extent.
2675                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2676                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2677                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2678                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2679                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2680                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2681                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2682                  *    when the page was already properly dealt with.
2683                  */
2684                 if (!ret) {
2685                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2686                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2687                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2688                                                      true);
2689                 }
2690                 ret = 0;
2691                 goto out_page;
2692         }
2693
2694         /*
2695          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2696          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2697          */
2698         if (ret)
2699                 goto out_page;
2700
2701         lock_extent_bits(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2702
2703         /* already ordered? We're done */
2704         if (PageOrdered(page))
2705                 goto out_reserved;
2706
2707         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2708         if (ordered) {
2709                 unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2710                                      &cached_state);
2711                 unlock_page(page);
2712                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
2713                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2714                 goto again;
2715         }
2716
2717         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2718                                         &cached_state);
2719         if (ret)
2720                 goto out_reserved;
2721
2722         /*
2723          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2724          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2725          * destination.
2726          *
2727          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2728          */
2729         BUG_ON(!PageDirty(page));
2730         free_delalloc_space = false;
2731 out_reserved:
2732         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2733         if (free_delalloc_space)
2734                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2735                                              PAGE_SIZE, true);
2736         unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2737                              &cached_state);
2738 out_page:
2739         if (ret) {
2740                 /*
2741                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2742                  * to reflect the errors and clean the page.
2743                  */
2744                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2745                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2746                 clear_page_dirty_for_io(page);
2747                 SetPageError(page);
2748         }
2749         ClearPageChecked(page);
2750         unlock_page(page);
2751         put_page(page);
2752         kfree(fixup);
2753         extent_changeset_free(data_reserved);
2754         /*
2755          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2756          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2757          * deadlock.
2758          */
2759         btrfs_add_delayed_iput(&inode->vfs_inode);
2760 }
2761
2762 /*
2763  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2764  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2765  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2766  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2767  *
2768  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2769  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2770  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2771  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2772  */
2773 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page, u64 start, u64 end)
2774 {
2775         struct inode *inode = page->mapping->host;
2776         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2777         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2778
2779         /* This page has ordered extent covering it already */
2780         if (PageOrdered(page))
2781                 return 0;
2782
2783         /*
2784          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2785          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2786          *
2787          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2788          * EAGAIN.
2789          */
2790         if (PageChecked(page))
2791                 return -EAGAIN;
2792
2793         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2794         if (!fixup)
2795                 return -EAGAIN;
2796
2797         /*
2798          * We are already holding a reference to this inode from
2799          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2800          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2801          * page->mapping outside of the page lock.
2802          */
2803         ihold(inode);
2804         SetPageChecked(page);
2805         get_page(page);
2806         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
2807         fixup->page = page;
2808         fixup->inode = inode;
2809         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2810
2811         return -EAGAIN;
2812 }
2813
2814 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2815                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2816                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2817                                        const bool update_inode_bytes,
2818                                        u64 qgroup_reserved)
2819 {
2820         struct btrfs_root *root = inode->root;
2821         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2822         struct btrfs_path *path;
2823         struct extent_buffer *leaf;
2824         struct btrfs_key ins;
2825         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2826         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2827         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2828         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2829         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2830         int ret;
2831
2832         path = btrfs_alloc_path();
2833         if (!path)
2834                 return -ENOMEM;
2835
2836         /*
2837          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2838          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2839          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2840          *
2841          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2842          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2843          * with the others.
2844          */
2845         drop_args.path = path;
2846         drop_args.start = file_pos;
2847         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2848         drop_args.replace_extent = true;
2849         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2850         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2851         if (ret)
2852                 goto out;
2853
2854         if (!drop_args.extent_inserted) {
2855                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2856                 ins.offset = file_pos;
2857                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2858
2859                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2860                                               sizeof(*stack_fi));
2861                 if (ret)
2862                         goto out;
2863         }
2864         leaf = path->nodes[0];
2865         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2866         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2867                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2868                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2869
2870         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2871         btrfs_release_path(path);
2872
2873         /*
2874          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2875          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2876          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2877          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2878          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2879          */
2880         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2881                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2882
2883                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2884                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2885                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2886                 num_bytes -= sectorsize;
2887         }
2888
2889         if (update_inode_bytes)
2890                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2891
2892         ins.objectid = disk_bytenr;
2893         ins.offset = disk_num_bytes;
2894         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2895
2896         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2897         if (ret)
2898                 goto out;
2899
2900         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
2901                                                file_pos, qgroup_reserved, &ins);
2902 out:
2903         btrfs_free_path(path);
2904
2905         return ret;
2906 }
2907
2908 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2909                                          u64 start, u64 len)
2910 {
2911         struct btrfs_block_group *cache;
2912
2913         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
2914         ASSERT(cache);
2915
2916         spin_lock(&cache->lock);
2917         cache->delalloc_bytes -= len;
2918         spin_unlock(&cache->lock);
2919
2920         btrfs_put_block_group(cache);
2921 }
2922
2923 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2924                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
2925 {
2926         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
2927         u64 logical_len;
2928         bool update_inode_bytes;
2929
2930         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
2931         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
2932         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
2933         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
2934                                                    oe->disk_num_bytes);
2935         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags))
2936                 logical_len = oe->truncated_len;
2937         else
2938                 logical_len = oe->num_bytes;
2939         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, logical_len);
2940         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, logical_len);
2941         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
2942         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
2943
2944         /*
2945          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
2946          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
2947          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
2948          * except if the ordered extent was truncated.
2949          */
2950         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
2951                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
2952
2953         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
2954                                            oe->file_offset, &stack_fi,
2955                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
2956 }
2957
2958 /*
2959  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
2960  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
2961  * fully written.
2962  */
2963 static int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
2964 {
2965         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
2966         struct btrfs_root *root = inode->root;
2967         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2968         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
2969         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
2970         struct extent_state *cached_state = NULL;
2971         u64 start, end;
2972         int compress_type = 0;
2973         int ret = 0;
2974         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
2975         bool freespace_inode;
2976         bool truncated = false;
2977         bool clear_reserved_extent = true;
2978         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
2979
2980         start = ordered_extent->file_offset;
2981         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
2982
2983         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
2984             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
2985             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags))
2986                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2987
2988         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
2989
2990         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
2991                 ret = -EIO;
2992                 goto out;
2993         }
2994
2995         if (ordered_extent->bdev)
2996                 btrfs_rewrite_logical_zoned(ordered_extent);
2997
2998         btrfs_free_io_failure_record(inode, start, end);
2999
3000         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3001                 truncated = true;
3002                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3003                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3004                 if (!logical_len)
3005                         goto out;
3006         }
3007
3008         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3009                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3010
3011                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3012                 if (freespace_inode)
3013                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3014                 else
3015                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3016                 if (IS_ERR(trans)) {
3017                         ret = PTR_ERR(trans);
3018                         trans = NULL;
3019                         goto out;
3020                 }
3021                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3022                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3023                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3024                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3025                 goto out;
3026         }
3027
3028         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3029         lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
3030
3031         if (freespace_inode)
3032                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3033         else
3034                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3035         if (IS_ERR(trans)) {
3036                 ret = PTR_ERR(trans);
3037                 trans = NULL;
3038                 goto out;
3039         }
3040
3041         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3042
3043         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3044                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3045         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3046                 BUG_ON(compress_type);
3047                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3048                                                 ordered_extent->file_offset,
3049                                                 ordered_extent->file_offset +
3050                                                 logical_len);
3051         } else {
3052                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3053                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3054                 if (!ret) {
3055                         clear_reserved_extent = false;
3056                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3057                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3058                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3059                 }
3060         }
3061         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3062                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3063         if (ret < 0) {
3064                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3065                 goto out;
3066         }
3067
3068         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3069         if (ret) {
3070                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3071                 goto out;
3072         }
3073
3074         /*
3075          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3076          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3077          * before updating the inode item.
3078          */
3079         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3080             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3081                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3082                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3083                                  0, 0, &cached_state);
3084
3085         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3086         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3087         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3088                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3089                 goto out;
3090         }
3091         ret = 0;
3092 out:
3093         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3094                          (clear_bits & EXTENT_LOCKED) ? 1 : 0, 0,
3095                          &cached_state);
3096
3097         if (trans)
3098                 btrfs_end_transaction(trans);
3099
3100         if (ret || truncated) {
3101                 u64 unwritten_start = start;
3102
3103                 /*
3104                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3105                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3106                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3107                  * already set.  Any error during writeback would have already
3108                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3109                  * marking this ordered extent as failed.
3110                  */
3111                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3112                                              &ordered_extent->flags))
3113                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3114
3115                 if (truncated)
3116                         unwritten_start += logical_len;
3117                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3118
3119                 /* Drop the cache for the part of the extent we didn't write. */
3120                 btrfs_drop_extent_cache(inode, unwritten_start, end, 0);
3121
3122                 /*
3123                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3124                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3125                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3126                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3127                  *
3128                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3129                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3130                  * has already been done.
3131                  */
3132                 if ((ret || !logical_len) &&
3133                     clear_reserved_extent &&
3134                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3135                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3136                         /*
3137                          * Discard the range before returning it back to the
3138                          * free space pool
3139                          */
3140                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3141                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3142                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3143                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3144                                                 NULL);
3145                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3146                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3147                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3148                 }
3149         }
3150
3151         /*
3152          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3153          * updating everything for this ordered extent.
3154          */
3155         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3156
3157         /* once for us */
3158         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3159         /* once for the tree */
3160         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3161
3162         return ret;
3163 }
3164
3165 static void finish_ordered_fn(struct btrfs_work *work)
3166 {
3167         struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent;
3168         ordered_extent = container_of(work, struct btrfs_ordered_extent, work);
3169         btrfs_finish_ordered_io(ordered_extent);
3170 }
3171
3172 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3173                                           struct page *page, u64 start,
3174                                           u64 end, int uptodate)
3175 {
3176         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3177
3178         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start,
3179                                        finish_ordered_fn, uptodate);
3180 }
3181
3182 /*
3183  * check_data_csum - verify checksum of one sector of uncompressed data
3184  * @inode:      inode
3185  * @io_bio:     btrfs_io_bio which contains the csum
3186  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3187  * @page:       page where is the data to be verified
3188  * @pgoff:      offset inside the page
3189  * @start:      logical offset in the file
3190  *
3191  * The length of such check is always one sector size.
3192  */
3193 static int check_data_csum(struct inode *inode, struct btrfs_io_bio *io_bio,
3194                            u32 bio_offset, struct page *page, u32 pgoff,
3195                            u64 start)
3196 {
3197         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3198         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3199         char *kaddr;
3200         u32 len = fs_info->sectorsize;
3201         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
3202         unsigned int offset_sectors;
3203         u8 *csum_expected;
3204         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3205
3206         ASSERT(pgoff + len <= PAGE_SIZE);
3207
3208         offset_sectors = bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits;
3209         csum_expected = ((u8 *)io_bio->csum) + offset_sectors * csum_size;
3210
3211         kaddr = kmap_atomic(page);
3212         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3213
3214         crypto_shash_digest(shash, kaddr + pgoff, len, csum);
3215
3216         if (memcmp(csum, csum_expected, csum_size))
3217                 goto zeroit;
3218
3219         kunmap_atomic(kaddr);
3220         return 0;
3221 zeroit:
3222         btrfs_print_data_csum_error(BTRFS_I(inode), start, csum, csum_expected,
3223                                     io_bio->mirror_num);
3224         if (io_bio->device)
3225                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(io_bio->device,
3226                                              BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3227         memset(kaddr + pgoff, 1, len);
3228         flush_dcache_page(page);
3229         kunmap_atomic(kaddr);
3230         return -EIO;
3231 }
3232
3233 /*
3234  * When reads are done, we need to check csums to verify the data is correct.
3235  * if there's a match, we allow the bio to finish.  If not, the code in
3236  * extent_io.c will try to find good copies for us.
3237  *
3238  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3239  * @start:      file offset of the range start
3240  * @end:        file offset of the range end (inclusive)
3241  *
3242  * Return a bitmap where bit set means a csum mismatch, and bit not set means
3243  * csum match.
3244  */
3245 unsigned int btrfs_verify_data_csum(struct btrfs_io_bio *io_bio, u32 bio_offset,
3246                                     struct page *page, u64 start, u64 end)
3247 {
3248         struct inode *inode = page->mapping->host;
3249         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3250         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3251         const u32 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3252         u32 pg_off;
3253         unsigned int result = 0;
3254
3255         if (PageChecked(page)) {
3256                 ClearPageChecked(page);
3257                 return 0;
3258         }
3259
3260         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
3261                 return 0;
3262
3263         if (!root->fs_info->csum_root)
3264                 return 0;
3265
3266         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID &&
3267             test_range_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NODATASUM, 1, NULL)) {
3268                 clear_extent_bits(io_tree, start, end, EXTENT_NODATASUM);
3269                 return 0;
3270         }
3271
3272         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
3273                end <= page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1);
3274         for (pg_off = offset_in_page(start);
3275              pg_off < offset_in_page(end);
3276              pg_off += sectorsize, bio_offset += sectorsize) {
3277                 int ret;
3278
3279                 ret = check_data_csum(inode, io_bio, bio_offset, page, pg_off,
3280                                       page_offset(page) + pg_off);
3281                 if (ret < 0) {
3282                         const int nr_bit = (pg_off - offset_in_page(start)) >>
3283                                      root->fs_info->sectorsize_bits;
3284
3285                         result |= (1U << nr_bit);
3286                 }
3287         }
3288         return result;
3289 }
3290
3291 /*
3292  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3293  *
3294  * @inode: The inode we want to perform iput on
3295  *
3296  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3297  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3298  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3299  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3300  */
3301 void btrfs_add_delayed_iput(struct inode *inode)
3302 {
3303         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3304         struct btrfs_inode *binode = BTRFS_I(inode);
3305
3306         if (atomic_add_unless(&inode->i_count, -1, 1))
3307                 return;
3308
3309         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3310         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3311         ASSERT(list_empty(&binode->delayed_iput));
3312         list_add_tail(&binode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3313         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3314         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3315                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3316 }
3317
3318 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3319                                     struct btrfs_inode *inode)
3320 {
3321         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3322         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3323         iput(&inode->vfs_inode);
3324         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3325                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3326         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3327 }
3328
3329 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3330                                    struct btrfs_inode *inode)
3331 {
3332         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3333                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3334                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3335                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3336                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3337         }
3338 }
3339
3340 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3341 {
3342
3343         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3344         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3345                 struct btrfs_inode *inode;
3346
3347                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3348                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3349                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3350                 cond_resched_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3351         }
3352         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3353 }
3354
3355 /**
3356  * Wait for flushing all delayed iputs
3357  *
3358  * @fs_info:  the filesystem
3359  *
3360  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3361  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3362  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3363  * that might get blocked on the iputs.
3364  *
3365  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3366  */
3367 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3368 {
3369         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3370                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3371         if (ret)
3372                 return -EINTR;
3373         return 0;
3374 }
3375
3376 /*
3377  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3378  * in the middle of an unlink.
3379  */
3380 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3381                      struct btrfs_inode *inode)
3382 {
3383         int ret;
3384
3385         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3386         if (ret && ret != -EEXIST) {
3387                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3388                 return ret;
3389         }
3390
3391         return 0;
3392 }
3393
3394 /*
3395  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3396  * this particular inode.
3397  */
3398 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3399                             struct btrfs_inode *inode)
3400 {
3401         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3402 }
3403
3404 /*
3405  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3406  * of this root.
3407  */
3408 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3409 {
3410         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3411         struct btrfs_path *path;
3412         struct extent_buffer *leaf;
3413         struct btrfs_key key, found_key;
3414         struct btrfs_trans_handle *trans;
3415         struct inode *inode;
3416         u64 last_objectid = 0;
3417         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3418
3419         if (cmpxchg(&root->orphan_cleanup_state, 0, ORPHAN_CLEANUP_STARTED))
3420                 return 0;
3421
3422         path = btrfs_alloc_path();
3423         if (!path) {
3424                 ret = -ENOMEM;
3425                 goto out;
3426         }
3427         path->reada = READA_BACK;
3428
3429         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3430         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3431         key.offset = (u64)-1;
3432
3433         while (1) {
3434                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3435                 if (ret < 0)
3436                         goto out;
3437
3438                 /*
3439                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3440                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3441                  * find the key and see if we have stuff that matches
3442                  */
3443                 if (ret > 0) {
3444                         ret = 0;
3445                         if (path->slots[0] == 0)
3446                                 break;
3447                         path->slots[0]--;
3448                 }
3449
3450                 /* pull out the item */
3451                 leaf = path->nodes[0];
3452                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3453
3454                 /* make sure the item matches what we want */
3455                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3456                         break;
3457                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3458                         break;
3459
3460                 /* release the path since we're done with it */
3461                 btrfs_release_path(path);
3462
3463                 /*
3464                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3465                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3466                  * offset of the orphan item.
3467                  */
3468
3469                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3470                         btrfs_err(fs_info,
3471                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3472                         ret = -EINVAL;
3473                         goto out;
3474                 }
3475
3476                 last_objectid = found_key.offset;
3477
3478                 found_key.objectid = found_key.offset;
3479                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3480                 found_key.offset = 0;
3481                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3482                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3483                 if (ret && ret != -ENOENT)
3484                         goto out;
3485
3486                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3487                         struct btrfs_root *dead_root;
3488                         int is_dead_root = 0;
3489
3490                         /*
3491                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3492                          * could come from 2 sources:
3493                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3494                          *  b) a free space cache inode
3495                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3496                          * for a root must not get deleted before the deletion
3497                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3498                          *
3499                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3500                          * found all deleted roots and loaded them into
3501                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3502                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3503                          * up the root from that radix tree.
3504                          */
3505
3506                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3507                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3508                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3509                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3510                                 is_dead_root = 1;
3511                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3512
3513                         if (is_dead_root) {
3514                                 /* prevent this orphan from being found again */
3515                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3516                                 continue;
3517                         }
3518
3519                 }
3520
3521                 /*
3522                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3523                  * possibilities. Old kernels (before v3.12) used to create an
3524                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3525                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3526                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3527                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3528                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3529                  *
3530                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3531                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3532                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3533                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3534                  * the orphan item.
3535                  *
3536                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3537                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3538                  * but either way, we can delete the orphan item.
3539                  */
3540                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3541                         if (!ret)
3542                                 iput(inode);
3543                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3544                         if (IS_ERR(trans)) {
3545                                 ret = PTR_ERR(trans);
3546                                 goto out;
3547                         }
3548                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3549                                     found_key.objectid);
3550                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3551                                                     found_key.objectid);
3552                         btrfs_end_transaction(trans);
3553                         if (ret)
3554                                 goto out;
3555                         continue;
3556                 }
3557
3558                 nr_unlink++;
3559
3560                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3561                 iput(inode);
3562         }
3563         /* release the path since we're done with it */
3564         btrfs_release_path(path);
3565
3566         root->orphan_cleanup_state = ORPHAN_CLEANUP_DONE;
3567
3568         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3569                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3570                 if (!IS_ERR(trans))
3571                         btrfs_end_transaction(trans);
3572         }
3573
3574         if (nr_unlink)
3575                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3576
3577 out:
3578         if (ret)
3579                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3580         btrfs_free_path(path);
3581         return ret;
3582 }
3583
3584 /*
3585  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3586  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3587  *
3588  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3589  */
3590 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3591                                           int slot, u64 objectid,
3592                                           int *first_xattr_slot)
3593 {
3594         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3595         struct btrfs_key found_key;
3596         static u64 xattr_access = 0;
3597         static u64 xattr_default = 0;
3598         int scanned = 0;
3599
3600         if (!xattr_access) {
3601                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3602                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3603                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3604                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3605         }
3606
3607         slot++;
3608         *first_xattr_slot = -1;
3609         while (slot < nritems) {
3610                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3611
3612                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3613                 if (found_key.objectid != objectid)
3614                         return 0;
3615
3616                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3617                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3618                         if (*first_xattr_slot == -1)
3619                                 *first_xattr_slot = slot;
3620                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3621                             found_key.offset == xattr_default)
3622                                 return 1;
3623                 }
3624
3625                 /*
3626                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3627                  * be any acls later on
3628                  */
3629                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3630                         return 0;
3631
3632                 slot++;
3633                 scanned++;
3634
3635                 /*
3636                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3637                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3638                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3639                  * this is just an optimization
3640                  */
3641                 if (scanned >= 8)
3642                         break;
3643         }
3644         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3645          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3646          * has acls
3647          */
3648         if (*first_xattr_slot == -1)
3649                 *first_xattr_slot = slot;
3650         return 1;
3651 }
3652
3653 /*
3654  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3655  */
3656 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3657                                    struct btrfs_path *in_path)
3658 {
3659         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3660         struct btrfs_path *path = in_path;
3661         struct extent_buffer *leaf;
3662         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3663         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3664         struct btrfs_key location;
3665         unsigned long ptr;
3666         int maybe_acls;
3667         u32 rdev;
3668         int ret;
3669         bool filled = false;
3670         int first_xattr_slot;
3671
3672         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3673         if (!ret)
3674                 filled = true;
3675
3676         if (!path) {
3677                 path = btrfs_alloc_path();
3678                 if (!path)
3679                         return -ENOMEM;
3680         }
3681
3682         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3683
3684         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3685         if (ret) {
3686                 if (path != in_path)
3687                         btrfs_free_path(path);
3688                 return ret;
3689         }
3690
3691         leaf = path->nodes[0];
3692
3693         if (filled)
3694                 goto cache_index;
3695
3696         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3697                                     struct btrfs_inode_item);
3698         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3699         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3700         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3701         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3702         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3703         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3704                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3705
3706         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3707         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3708
3709         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3710         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3711
3712         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3713         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3714
3715         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3716                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3717         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3718                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3719
3720         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3721         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3722         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3723
3724         inode_set_iversion_queried(inode,
3725                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3726         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3727         inode->i_rdev = 0;
3728         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3729
3730         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3731         BTRFS_I(inode)->flags = btrfs_inode_flags(leaf, inode_item);
3732
3733 cache_index:
3734         /*
3735          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3736          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3737          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3738          * cache.
3739          *
3740          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3741          * in delayed_nodes_tree.
3742          */
3743         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3744                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3745                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3746
3747         /*
3748          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3749          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3750          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3751          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3752          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3753          * replayed. For example, in the scenario:
3754          *
3755          * touch mydir/foo
3756          * ln mydir/foo mydir/bar
3757          * sync
3758          * unlink mydir/bar
3759          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3760          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3761          * <power failure>
3762          * mount fs, triggers fsync log replay
3763          *
3764          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3765          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3766          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3767          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3768          *
3769          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3770          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3771          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3772          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3773          */
3774         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3775
3776         /*
3777          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3778          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3779          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3780          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3781          */
3782         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3783
3784         path->slots[0]++;
3785         if (inode->i_nlink != 1 ||
3786             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3787                 goto cache_acl;
3788
3789         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3790         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3791                 goto cache_acl;
3792
3793         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3794         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3795                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3796
3797                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3798                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3799         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3800                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3801
3802                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3803                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3804                                                                      extref);
3805         }
3806 cache_acl:
3807         /*
3808          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3809          * any xattrs or acls
3810          */
3811         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3812                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3813         if (first_xattr_slot != -1) {
3814                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3815                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3816                 if (ret)
3817                         btrfs_err(fs_info,
3818                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3819                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3820                                   root->root_key.objectid, ret);
3821         }
3822         if (path != in_path)
3823                 btrfs_free_path(path);
3824
3825         if (!maybe_acls)
3826                 cache_no_acl(inode);
3827
3828         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3829         case S_IFREG:
3830                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3831                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3832                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3833                 break;
3834         case S_IFDIR:
3835                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3836                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3837                 break;
3838         case S_IFLNK:
3839                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3840                 inode_nohighmem(inode);
3841                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3842                 break;
3843         default:
3844                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3845                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3846                 break;
3847         }
3848
3849         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3850         return 0;
3851 }
3852
3853 /*
3854  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3855  */
3856 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3857                             struct extent_buffer *leaf,
3858                             struct btrfs_inode_item *item,
3859                             struct inode *inode)
3860 {
3861         struct btrfs_map_token token;
3862
3863         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3864
3865         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3866         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3867         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3868         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
3869         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
3870
3871         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
3872                                      inode->i_atime.tv_sec);
3873         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
3874                                       inode->i_atime.tv_nsec);
3875
3876         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
3877                                      inode->i_mtime.tv_sec);
3878         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
3879                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
3880
3881         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
3882                                      inode->i_ctime.tv_sec);
3883         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
3884                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
3885
3886         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
3887                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
3888         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
3889                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
3890
3891         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
3892         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
3893                                          BTRFS_I(inode)->generation);
3894         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
3895         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
3896         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
3897         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, BTRFS_I(inode)->flags);
3898         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
3899 }
3900
3901 /*
3902  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3903  */
3904 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3905                                 struct btrfs_root *root,
3906                                 struct btrfs_inode *inode)
3907 {
3908         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3909         struct btrfs_path *path;
3910         struct extent_buffer *leaf;
3911         int ret;
3912
3913         path = btrfs_alloc_path();
3914         if (!path)
3915                 return -ENOMEM;
3916
3917         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
3918         if (ret) {
3919                 if (ret > 0)
3920                         ret = -ENOENT;
3921                 goto failed;
3922         }
3923
3924         leaf = path->nodes[0];
3925         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3926                                     struct btrfs_inode_item);
3927
3928         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
3929         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3930         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
3931         ret = 0;
3932 failed:
3933         btrfs_free_path(path);
3934         return ret;
3935 }
3936
3937 /*
3938  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3939  */
3940 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
3941                                 struct btrfs_root *root,
3942                                 struct btrfs_inode *inode)
3943 {
3944         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3945         int ret;
3946
3947         /*
3948          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
3949          * if we put it into the delayed code.
3950          *
3951          * The data relocation inode should also be directly updated
3952          * without delay
3953          */
3954         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
3955             && root->root_key.objectid != BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID
3956             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
3957                 btrfs_update_root_times(trans, root);
3958
3959                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
3960                 if (!ret)
3961                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
3962                 return ret;
3963         }
3964
3965         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
3966 }
3967
3968 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
3969                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
3970 {
3971         int ret;
3972
3973         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
3974         if (ret == -ENOSPC)
3975                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
3976         return ret;
3977 }
3978
3979 /*
3980  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
3981  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
3982  * also drops the back refs in the inode to the directory
3983  */
3984 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
3985                                 struct btrfs_root *root,
3986                                 struct btrfs_inode *dir,
3987                                 struct btrfs_inode *inode,
3988                                 const char *name, int name_len)
3989 {
3990         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3991         struct btrfs_path *path;
3992         int ret = 0;
3993         struct btrfs_dir_item *di;
3994         u64 index;
3995         u64 ino = btrfs_ino(inode);
3996         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
3997
3998         path = btrfs_alloc_path();
3999         if (!path) {
4000                 ret = -ENOMEM;
4001                 goto out;
4002         }
4003
4004         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4005                                     name, name_len, -1);
4006         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4007                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4008                 goto err;
4009         }
4010         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4011         if (ret)
4012                 goto err;
4013         btrfs_release_path(path);
4014
4015         /*
4016          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4017          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4018          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4019          *
4020          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4021          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4022          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4023          * we update the inode item.
4024          */
4025         if (inode->dir_index) {
4026                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4027                 if (!ret) {
4028                         index = inode->dir_index;
4029                         goto skip_backref;
4030                 }
4031         }
4032
4033         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
4034                                   dir_ino, &index);
4035         if (ret) {
4036                 btrfs_info(fs_info,
4037                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4038                         name_len, name, ino, dir_ino);
4039                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4040                 goto err;
4041         }
4042 skip_backref:
4043         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4044         if (ret) {
4045                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4046                 goto err;
4047         }
4048
4049         ret = btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, name_len, inode,
4050                         dir_ino);
4051         if (ret != 0 && ret != -ENOENT) {
4052                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4053                 goto err;
4054         }
4055
4056         ret = btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, name_len, dir,
4057                         index);
4058         if (ret == -ENOENT)
4059                 ret = 0;
4060         else if (ret)
4061                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4062
4063         /*
4064          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4065          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4066          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4067          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4068          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4069          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4070          * holding.
4071          */
4072         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4073 err:
4074         btrfs_free_path(path);
4075         if (ret)
4076                 goto out;
4077
4078         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name_len * 2);
4079         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4080         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4081         inode->vfs_inode.i_ctime = dir->vfs_inode.i_mtime =
4082                 dir->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4083         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4084 out:
4085         return ret;
4086 }
4087
4088 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4089                        struct btrfs_root *root,
4090                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4091                        const char *name, int name_len)
4092 {
4093         int ret;
4094         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, root, dir, inode, name, name_len);
4095         if (!ret) {
4096                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4097                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4098         }
4099         return ret;
4100 }
4101
4102 /*
4103  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4104  *
4105  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4106  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4107  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4108  * allow the unlink to occur.
4109  */
4110 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct inode *dir)
4111 {
4112         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4113
4114         /*
4115          * 1 for the possible orphan item
4116          * 1 for the dir item
4117          * 1 for the dir index
4118          * 1 for the inode ref
4119          * 1 for the inode
4120          */
4121         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 5);
4122 }
4123
4124 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4125 {
4126         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4127         struct btrfs_trans_handle *trans;
4128         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4129         int ret;
4130
4131         trans = __unlink_start_trans(dir);
4132         if (IS_ERR(trans))
4133                 return PTR_ERR(trans);
4134
4135         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4136                         0);
4137
4138         ret = btrfs_unlink_inode(trans, root, BTRFS_I(dir),
4139                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4140                         dentry->d_name.len);
4141         if (ret)
4142                 goto out;
4143
4144         if (inode->i_nlink == 0) {
4145                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4146                 if (ret)
4147                         goto out;
4148         }
4149
4150 out:
4151         btrfs_end_transaction(trans);
4152         btrfs_btree_balance_dirty(root->fs_info);
4153         return ret;
4154 }
4155
4156 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4157                                struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4158 {
4159         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4160         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4161         struct btrfs_path *path;
4162         struct extent_buffer *leaf;
4163         struct btrfs_dir_item *di;
4164         struct btrfs_key key;
4165         const char *name = dentry->d_name.name;
4166         int name_len = dentry->d_name.len;
4167         u64 index;
4168         int ret;
4169         u64 objectid;
4170         u64 dir_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
4171
4172         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4173                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4174         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4175                 objectid = inode->location.objectid;
4176         } else {
4177                 WARN_ON(1);
4178                 return -EINVAL;
4179         }
4180
4181         path = btrfs_alloc_path();
4182         if (!path)
4183                 return -ENOMEM;
4184
4185         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4186                                    name, name_len, -1);
4187         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4188                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4189                 goto out;
4190         }
4191
4192         leaf = path->nodes[0];
4193         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4194         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4195         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4196         if (ret) {
4197                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4198                 goto out;
4199         }
4200         btrfs_release_path(path);
4201
4202         /*
4203          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4204          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4205          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4206          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4207          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4208          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4209          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4210          */
4211         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4212                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino,
4213                                                  name, name_len);
4214                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4215                         if (!di)
4216                                 ret = -ENOENT;
4217                         else
4218                                 ret = PTR_ERR(di);
4219                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4220                         goto out;
4221                 }
4222
4223                 leaf = path->nodes[0];
4224                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4225                 index = key.offset;
4226                 btrfs_release_path(path);
4227         } else {
4228                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4229                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4230                                          &index, name, name_len);
4231                 if (ret) {
4232                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4233                         goto out;
4234                 }
4235         }
4236
4237         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, BTRFS_I(dir), index);
4238         if (ret) {
4239                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4240                 goto out;
4241         }
4242
4243         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(dir), dir->i_size - name_len * 2);
4244         inode_inc_iversion(dir);
4245         dir->i_mtime = dir->i_ctime = current_time(dir);
4246         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, BTRFS_I(dir));
4247         if (ret)
4248                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4249 out:
4250         btrfs_free_path(path);
4251         return ret;
4252 }
4253
4254 /*
4255  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4256  * default.
4257  */
4258 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4259 {
4260         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4261         struct btrfs_path *path;
4262         struct btrfs_dir_item *di;
4263         struct btrfs_key key;
4264         u64 dir_id;
4265         int ret;
4266
4267         path = btrfs_alloc_path();
4268         if (!path)
4269                 return -ENOMEM;
4270
4271         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4272         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4273         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4274                                    dir_id, "default", 7, 0);
4275         if (di && !IS_ERR(di)) {
4276                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4277                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4278                         ret = -EPERM;
4279                         btrfs_err(fs_info,
4280                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4281                                   key.objectid);
4282                         goto out;
4283                 }
4284                 btrfs_release_path(path);
4285         }
4286
4287         key.objectid = root->root_key.objectid;
4288         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4289         key.offset = (u64)-1;
4290
4291         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4292         if (ret < 0)
4293                 goto out;
4294         BUG_ON(ret == 0);
4295
4296         ret = 0;
4297         if (path->slots[0] > 0) {
4298                 path->slots[0]--;
4299                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4300                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4301                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4302                         ret = -ENOTEMPTY;
4303         }
4304 out:
4305         btrfs_free_path(path);
4306         return ret;
4307 }
4308
4309 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4310 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4311 {
4312         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4313         struct rb_node *node;
4314         struct rb_node *prev;
4315         struct btrfs_inode *entry;
4316         struct inode *inode;
4317         u64 objectid = 0;
4318
4319         if (!test_bit(BTRFS_FS_STATE_ERROR, &fs_info->fs_state))
4320                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4321
4322         spin_lock(&root->inode_lock);
4323 again:
4324         node = root->inode_tree.rb_node;
4325         prev = NULL;
4326         while (node) {
4327                 prev = node;
4328                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4329
4330                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4331                         node = node->rb_left;
4332                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4333                         node = node->rb_right;
4334                 else
4335                         break;
4336         }
4337         if (!node) {
4338                 while (prev) {
4339                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4340                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4341                                 node = prev;
4342                                 break;
4343                         }
4344                         prev = rb_next(prev);
4345                 }
4346         }
4347         while (node) {
4348                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4349                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4350                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4351                 if (inode) {
4352                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4353                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4354                                 d_prune_aliases(inode);
4355                         /*
4356                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4357                          * cache when its usage count hits zero.
4358                          */
4359                         iput(inode);
4360                         cond_resched();
4361                         spin_lock(&root->inode_lock);
4362                         goto again;
4363                 }
4364
4365                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4366                         goto again;
4367
4368                 node = rb_next(node);
4369         }
4370         spin_unlock(&root->inode_lock);
4371 }
4372
4373 int btrfs_delete_subvolume(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4374 {
4375         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4376         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4377         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4378         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4379         struct btrfs_trans_handle *trans;
4380         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4381         u64 root_flags;
4382         int ret;
4383
4384         /*
4385          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4386          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4387          * again is not run concurrently.
4388          */
4389         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4390         if (dest->send_in_progress) {
4391                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4392                 btrfs_warn(fs_info,
4393                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4394                            dest->root_key.objectid);
4395                 return -EPERM;
4396         }
4397         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4398         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4399                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4400         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4401
4402         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4403
4404         ret = may_destroy_subvol(dest);
4405         if (ret)
4406                 goto out_up_write;
4407
4408         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4409         /*
4410          * One for dir inode,
4411          * two for dir entries,
4412          * two for root ref/backref.
4413          */
4414         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4415         if (ret)
4416                 goto out_up_write;
4417
4418         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4419         if (IS_ERR(trans)) {
4420                 ret = PTR_ERR(trans);
4421                 goto out_release;
4422         }
4423         trans->block_rsv = &block_rsv;
4424         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4425
4426         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, BTRFS_I(dir));
4427
4428         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4429         if (ret) {
4430                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4431                 goto out_end_trans;
4432         }
4433
4434         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4435         if (ret) {
4436                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4437                 goto out_end_trans;
4438         }
4439
4440         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4441                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4442         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4443         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4444
4445         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4446                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4447                                         fs_info->tree_root,
4448                                         dest->root_key.objectid);
4449                 if (ret) {
4450                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4451                         goto out_end_trans;
4452                 }
4453         }
4454
4455         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4456                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4457                                   dest->root_key.objectid);
4458         if (ret && ret != -ENOENT) {
4459                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4460                 goto out_end_trans;
4461         }
4462         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4463                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4464                                           dest->root_item.received_uuid,
4465                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4466                                           dest->root_key.objectid);
4467                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4468                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4469                         goto out_end_trans;
4470                 }
4471         }
4472
4473         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4474         dest->anon_dev = 0;
4475 out_end_trans:
4476         trans->block_rsv = NULL;
4477         trans->bytes_reserved = 0;
4478         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4479         inode->i_flags |= S_DEAD;
4480 out_release:
4481         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4482 out_up_write:
4483         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4484         if (ret) {
4485                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4486                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4487                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4488                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4489                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4490         } else {
4491                 d_invalidate(dentry);
4492                 btrfs_prune_dentries(dest);
4493                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4494         }
4495
4496         return ret;
4497 }
4498
4499 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4500 {
4501         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4502         int err = 0;
4503         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4504         struct btrfs_trans_handle *trans;
4505         u64 last_unlink_trans;
4506
4507         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4508                 return -ENOTEMPTY;
4509         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
4510                 return btrfs_delete_subvolume(dir, dentry);
4511
4512         trans = __unlink_start_trans(dir);
4513         if (IS_ERR(trans))
4514                 return PTR_ERR(trans);
4515
4516         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4517                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4518                 goto out;
4519         }
4520
4521         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4522         if (err)
4523                 goto out;
4524
4525         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4526
4527         /* now the directory is empty */
4528         err = btrfs_unlink_inode(trans, root, BTRFS_I(dir),
4529                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4530                         dentry->d_name.len);
4531         if (!err) {
4532                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4533                 /*
4534                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4535                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4536                  * log tree in the case we do something like this:
4537                  * 1) create dir foo
4538                  * 2) create snapshot under dir foo
4539                  * 3) delete the snapshot
4540                  * 4) rmdir foo
4541                  * 5) mkdir foo
4542                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4543                  */
4544                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4545                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4546         }
4547 out:
4548         btrfs_end_transaction(trans);
4549         btrfs_btree_balance_dirty(root->fs_info);
4550
4551         return err;
4552 }
4553
4554 /*
4555  * Return this if we need to call truncate_block for the last bit of the
4556  * truncate.
4557  */
4558 #define NEED_TRUNCATE_BLOCK 1
4559
4560 /*
4561  * Remove inode items from a given root.
4562  *
4563  * @trans:              A transaction handle.
4564  * @root:               The root from which to remove items.
4565  * @inode:              The inode whose items we want to remove.
4566  * @new_size:           The new i_size for the inode. This is only applicable when
4567  *                      @min_type is BTRFS_EXTENT_DATA_KEY, must be 0 otherwise.
4568  * @min_type:           The minimum key type to remove. All keys with a type
4569  *                      greater than this value are removed and all keys with
4570  *                      this type are removed only if their offset is >= @new_size.
4571  * @extents_found:      Output parameter that will contain the number of file
4572  *                      extent items that were removed or adjusted to the new
4573  *                      inode i_size. The caller is responsible for initializing
4574  *                      the counter. Also, it can be NULL if the caller does not
4575  *                      need this counter.
4576  *
4577  * Remove all keys associated with the inode from the given root that have a key
4578  * with a type greater than or equals to @min_type. When @min_type has a value of
4579  * BTRFS_EXTENT_DATA_KEY, only remove file extent items that have an offset value
4580  * greater than or equals to @new_size. If a file extent item that starts before
4581  * @new_size and ends after it is found, its length is adjusted.
4582  *
4583  * Returns: 0 on success, < 0 on error and NEED_TRUNCATE_BLOCK when @min_type is
4584  * BTRFS_EXTENT_DATA_KEY and the caller must truncate the last block.
4585  */
4586 int btrfs_truncate_inode_items(struct btrfs_trans_handle *trans,
4587                                struct btrfs_root *root,
4588                                struct btrfs_inode *inode,
4589                                u64 new_size, u32 min_type,
4590                                u64 *extents_found)
4591 {
4592         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4593         struct btrfs_path *path;
4594         struct extent_buffer *leaf;
4595         struct btrfs_file_extent_item *fi;
4596         struct btrfs_key key;
4597         struct btrfs_key found_key;
4598         u64 extent_start = 0;
4599         u64 extent_num_bytes = 0;
4600         u64 extent_offset = 0;
4601         u64 item_end = 0;
4602         u64 last_size = new_size;
4603         u32 found_type = (u8)-1;
4604         int found_extent;
4605         int del_item;
4606         int pending_del_nr = 0;
4607         int pending_del_slot = 0;
4608         int extent_type = -1;
4609         int ret;
4610         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4611         u64 bytes_deleted = 0;
4612         bool be_nice = false;
4613         bool should_throttle = false;
4614         const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
4615         struct extent_state *cached_state = NULL;
4616
4617         BUG_ON(new_size > 0 && min_type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
4618
4619         /*
4620          * For non-free space inodes and non-shareable roots, we want to back
4621          * off from time to time.  This means all inodes in subvolume roots,
4622          * reloc roots, and data reloc roots.
4623          */
4624         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode) &&
4625             test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE, &root->state))
4626                 be_nice = true;
4627
4628         path = btrfs_alloc_path();
4629         if (!path)
4630                 return -ENOMEM;
4631         path->reada = READA_BACK;
4632
4633         if (root->root_key.objectid != BTRFS_TREE_LOG_OBJECTID) {
4634                 lock_extent_bits(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1,
4635                                  &cached_state);
4636
4637                 /*
4638                  * We want to drop from the next block forward in case this
4639                  * new size is not block aligned since we will be keeping the
4640                  * last block of the extent just the way it is.
4641                  */
4642                 btrfs_drop_extent_cache(inode, ALIGN(new_size,
4643                                         fs_info->sectorsize),
4644                                         (u64)-1, 0);
4645         }
4646
4647         /*
4648          * This function is also used to drop the items in the log tree before
4649          * we relog the inode, so if root != BTRFS_I(inode)->root, it means
4650          * it is used to drop the logged items. So we shouldn't kill the delayed
4651          * items.
4652          */
4653         if (min_type == 0 && root == inode->root)
4654                 btrfs_kill_delayed_inode_items(inode);
4655
4656         key.objectid = ino;
4657         key.offset = (u64)-1;
4658         key.type = (u8)-1;
4659
4660 search_again:
4661         /*
4662          * with a 16K leaf size and 128MB extents, you can actually queue
4663          * up a huge file in a single leaf.  Most of the time that
4664          * bytes_deleted is > 0, it will be huge by the time we get here
4665          */
4666         if (be_nice && bytes_deleted > SZ_32M &&
4667             btrfs_should_end_transaction(trans)) {
4668                 ret = -EAGAIN;
4669                 goto out;
4670         }
4671
4672         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
4673         if (ret < 0)
4674                 goto out;
4675
4676         if (ret > 0) {
4677                 ret = 0;
4678                 /* there are no items in the tree for us to truncate, we're
4679                  * done
4680                  */
4681                 if (path->slots[0] == 0)
4682                         goto out;
4683                 path->slots[0]--;
4684         }
4685
4686         while (1) {
4687                 u64 clear_start = 0, clear_len = 0;
4688
4689                 fi = NULL;
4690                 leaf = path->nodes[0];
4691                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
4692                 found_type = found_key.type;
4693
4694                 if (found_key.objectid != ino)
4695                         break;
4696
4697                 if (found_type < min_type)
4698                         break;
4699
4700                 item_end = found_key.offset;
4701                 if (found_type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
4702                         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4703                                             struct btrfs_file_extent_item);
4704                         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
4705                         if (extent_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
4706                                 item_end +=
4707                                     btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
4708
4709                                 trace_btrfs_truncate_show_fi_regular(
4710                                         inode, leaf, fi, found_key.offset);
4711                         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
4712                                 item_end += btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf,
4713                                                                         fi);
4714
4715                                 trace_btrfs_truncate_show_fi_inline(
4716                                         inode, leaf, fi, path->slots[0],
4717                                         found_key.offset);
4718                         }
4719                         item_end--;
4720                 }
4721                 if (found_type > min_type) {
4722                         del_item = 1;
4723                 } else {
4724                         if (item_end < new_size)
4725                                 break;
4726                         if (found_key.offset >= new_size)
4727                                 del_item = 1;
4728                         else
4729                                 del_item = 0;
4730                 }
4731                 found_extent = 0;
4732                 /* FIXME, shrink the extent if the ref count is only 1 */
4733                 if (found_type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
4734                         goto delete;
4735
4736                 if (extents_found != NULL)
4737                         (*extents_found)++;
4738
4739                 if (extent_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
4740                         u64 num_dec;
4741
4742                         clear_start = found_key.offset;
4743                         extent_start = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
4744                         if (!del_item) {
4745                                 u64 orig_num_bytes =
4746                                         btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
4747                                 extent_num_bytes = ALIGN(new_size -
4748                                                 found_key.offset,
4749                                                 fs_info->sectorsize);
4750                                 clear_start = ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize);
4751                                 btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
4752                                                          extent_num_bytes);
4753                                 num_dec = (orig_num_bytes -
4754                                            extent_num_bytes);
4755                                 if (test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE,
4756                                              &root->state) &&
4757                                     extent_start != 0)
4758                                         inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode,
4759                                                         num_dec);
4760                                 btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4761                         } else {
4762                                 extent_num_bytes =
4763                                         btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf,
4764                                                                          fi);
4765                                 extent_offset = found_key.offset -
4766                                         btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
4767
4768                                 /* FIXME blocksize != 4096 */
4769                                 num_dec = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
4770                                 if (extent_start != 0) {
4771                                         found_extent = 1;
4772                                         if (test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE,
4773                                                      &root->state))
4774                                                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode,
4775                                                                 num_dec);
4776                                 }
4777                         }
4778                         clear_len = num_dec;
4779                 } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
4780                         /*
4781                          * we can't truncate inline items that have had
4782                          * special encodings
4783                          */
4784                         if (!del_item &&
4785                             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) == 0 &&
4786                             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi) == 0 &&
4787                             btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) == 0) {
4788                                 u32 size = (u32)(new_size - found_key.offset);
4789
4790                                 btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, fi, size);
4791                                 size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(size);
4792                                 btrfs_truncate_item(path, size, 1);
4793                         } else if (!del_item) {
4794                                 /*
4795                                  * We have to bail so the last_size is set to
4796                                  * just before this extent.
4797                                  */
4798                                 ret = NEED_TRUNCATE_BLOCK;
4799                                 break;
4800                         } else {
4801                                 /*
4802                                  * Inline extents are special, we just treat
4803                                  * them as a full sector worth in the file
4804                                  * extent tree just for simplicity sake.
4805                                  */
4806                                 clear_len = fs_info->sectorsize;
4807                         }
4808
4809                         if (test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE, &root->state))
4810                                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode,
4811                                                 item_end + 1 - new_size);
4812                 }
4813 delete:
4814                 /*
4815                  * We use btrfs_truncate_inode_items() to clean up log trees for
4816                  * multiple fsyncs, and in this case we don't want to clear the
4817                  * file extent range because it's just the log.
4818                  */
4819                 if (root == inode->root) {
4820                         ret = btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode,
4821                                                   clear_start, clear_len);
4822                         if (ret) {
4823                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4824                                 break;
4825                         }
4826                 }
4827
4828                 if (del_item)
4829                         last_size = found_key.offset;
4830                 else
4831                         last_size = new_size;
4832                 if (del_item) {
4833                         if (!pending_del_nr) {
4834                                 /* no pending yet, add ourselves */
4835                                 pending_del_slot = path->slots[0];
4836                                 pending_del_nr = 1;
4837                         } else if (pending_del_nr &&
4838                                    path->slots[0] + 1 == pending_del_slot) {
4839                                 /* hop on the pending chunk */
4840                                 pending_del_nr++;
4841                                 pending_del_slot = path->slots[0];
4842                         } else {
4843                                 BUG();
4844                         }
4845                 } else {
4846                         break;
4847                 }
4848                 should_throttle = false;
4849
4850                 if (found_extent &&
4851                     root->root_key.objectid != BTRFS_TREE_LOG_OBJECTID) {
4852                         struct btrfs_ref ref = { 0 };
4853
4854                         bytes_deleted += extent_num_bytes;
4855
4856                         btrfs_init_generic_ref(&ref, BTRFS_DROP_DELAYED_REF,
4857                                         extent_start, extent_num_bytes, 0);
4858                         ref.real_root = root->root_key.objectid;
4859                         btrfs_init_data_ref(&ref, btrfs_header_owner(leaf),
4860                                         ino, extent_offset);
4861                         ret = btrfs_free_extent(trans, &ref);
4862                         if (ret) {
4863                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4864                                 break;
4865                         }
4866                         if (be_nice) {
4867                                 if (btrfs_should_throttle_delayed_refs(trans))
4868                                         should_throttle = true;
4869                         }
4870                 }
4871
4872                 if (found_type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY)
4873                         break;
4874
4875                 if (path->slots[0] == 0 ||
4876                     path->slots[0] != pending_del_slot ||
4877                     should_throttle) {
4878                         if (pending_del_nr) {
4879                                 ret = btrfs_del_items(trans, root, path,
4880                                                 pending_del_slot,
4881                                                 pending_del_nr);
4882                                 if (ret) {
4883                                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4884                                         break;
4885                                 }
4886                                 pending_del_nr = 0;
4887                         }
4888                         btrfs_release_path(path);
4889
4890                         /*
4891                          * We can generate a lot of delayed refs, so we need to
4892                          * throttle every once and a while and make sure we're
4893                          * adding enough space to keep up with the work we are
4894                          * generating.  Since we hold a transaction here we
4895                          * can't flush, and we don't want to FLUSH_LIMIT because
4896                          * we could have generated too many delayed refs to
4897                          * actually allocate, so just bail if we're short and
4898                          * let the normal reservation dance happen higher up.
4899                          */
4900                         if (should_throttle) {
4901                                 ret = btrfs_delayed_refs_rsv_refill(fs_info,
4902                                                         BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH);
4903                                 if (ret) {
4904                                         ret = -EAGAIN;
4905                                         break;
4906                                 }
4907                         }
4908                         goto search_again;
4909                 } else {
4910                         path->slots[0]--;
4911                 }
4912         }
4913 out:
4914         if (ret >= 0 && pending_del_nr) {
4915                 int err;
4916
4917                 err = btrfs_del_items(trans, root, path, pending_del_slot,
4918                                       pending_del_nr);
4919                 if (err) {
4920                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
4921                         ret = err;
4922                 }
4923         }
4924         if (root->root_key.objectid != BTRFS_TREE_LOG_OBJECTID) {
4925                 ASSERT(last_size >= new_size);
4926                 if (!ret && last_size > new_size)
4927                         last_size = new_size;
4928                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, last_size);
4929                 unlock_extent_cached(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1,
4930                                      &cached_state);
4931         }
4932
4933         btrfs_free_path(path);
4934         return ret;
4935 }
4936
4937 /*
4938  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4939  * @inode - inode that we're zeroing
4940  * @from - the offset to start zeroing
4941  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4942  *      offset
4943  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4944  *
4945  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4946  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4947  */
4948 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4949                          int front)
4950 {
4951         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4952         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4953         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4954         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4955         struct extent_state *cached_state = NULL;
4956         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4957         bool only_release_metadata = false;
4958         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4959         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4960         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4961         struct page *page;
4962         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4963         size_t write_bytes = blocksize;
4964         int ret = 0;
4965         u64 block_start;
4966         u64 block_end;
4967
4968         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4969             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4970                 goto out;
4971
4972         block_start = round_down(from, blocksize);
4973         block_end = block_start + blocksize - 1;
4974
4975         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4976                                           blocksize);
4977         if (ret < 0) {
4978                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes) > 0) {
4979                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4980                         only_release_metadata = true;
4981                 } else {
4982                         goto out;
4983                 }
4984         }
4985         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize);
4986         if (ret < 0) {
4987                 if (!only_release_metadata)
4988                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4989                                                        block_start, blocksize);
4990                 goto out;
4991         }
4992 again:
4993         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4994         if (!page) {
4995                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4996                                              blocksize, true);
4997                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4998                 ret = -ENOMEM;
4999                 goto out;
5000         }
5001         ret = set_page_extent_mapped(page);
5002         if (ret < 0)
5003                 goto out_unlock;
5004
5005         if (!PageUptodate(page)) {
5006                 ret = btrfs_readpage(NULL, page);
5007                 lock_page(page);
5008                 if (page->mapping != mapping) {
5009                         unlock_page(page);
5010                         put_page(page);
5011                         goto again;
5012                 }
5013                 if (!PageUptodate(page)) {
5014                         ret = -EIO;
5015                         goto out_unlock;
5016                 }
5017         }
5018         wait_on_page_writeback(page);
5019
5020         lock_extent_bits(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
5021
5022         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
5023         if (ordered) {
5024                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
5025                                      &cached_state);
5026                 unlock_page(page);
5027                 put_page(page);
5028                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
5029                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
5030                 goto again;
5031         }
5032
5033         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
5034                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
5035                          0, 0, &cached_state);
5036
5037         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
5038                                         &cached_state);
5039         if (ret) {
5040                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
5041                                      &cached_state);
5042                 goto out_unlock;
5043         }
5044
5045         if (offset != blocksize) {
5046                 if (!len)
5047                         len = blocksize - offset;
5048                 if (front)
5049                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
5050                                      offset);
5051                 else
5052                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
5053                                      len);
5054                 flush_dcache_page(page);
5055         }
5056         ClearPageChecked(page);
5057         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
5058         unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
5059
5060         if (only_release_metadata)
5061                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
5062                                EXTENT_NORESERVE, 0, NULL, NULL, GFP_NOFS, NULL);
5063
5064 out_unlock:
5065         if (ret) {
5066                 if (only_release_metadata)
5067                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
5068                 else
5069                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
5070                                         block_start, blocksize, true);
5071         }
5072         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
5073         unlock_page(page);
5074         put_page(page);
5075 out:
5076         if (only_release_metadata)
5077                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
5078         extent_changeset_free(data_reserved);
5079         return ret;
5080 }
5081
5082 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
5083                              u64 offset, u64 len)
5084 {
5085         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5086         struct btrfs_trans_handle *trans;
5087         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
5088         int ret;
5089
5090         /*
5091          * Still need to make sure the inode looks like it's been updated so
5092          * that any holes get logged if we fsync.
5093          */
5094         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES)) {
5095                 inode->last_trans = fs_info->generation;
5096                 inode->last_sub_trans = root->log_transid;
5097                 inode->last_log_commit = root->last_log_commit;
5098                 return 0;
5099         }
5100
5101         /*
5102          * 1 - for the one we're dropping
5103          * 1 - for the one we're adding
5104          * 1 - for updating the inode.
5105          */
5106         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
5107         if (IS_ERR(trans))
5108                 return PTR_ERR(trans);
5109
5110         drop_args.start = offset;
5111         drop_args.end = offset + len;
5112         drop_args.drop_cache = true;
5113
5114         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
5115         if (ret) {
5116                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5117                 btrfs_end_transaction(trans);
5118                 return ret;
5119         }
5120
5121         ret = btrfs_insert_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
5122                         offset, 0, 0, len, 0, len, 0, 0, 0);
5123         if (ret) {
5124                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
5125         } else {
5126                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
5127                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5128         }
5129         btrfs_end_transaction(trans);
5130         return ret;
5131 }
5132
5133 /*
5134  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
5135  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
5136  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
5137  * the range between oldsize and size
5138  */
5139 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
5140 {
5141         struct btrfs_root *root = inode->root;
5142         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5143         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
5144         struct extent_map *em = NULL;
5145         struct extent_state *cached_state = NULL;
5146         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
5147         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
5148         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
5149         u64 last_byte;
5150         u64 cur_offset;
5151         u64 hole_size;
5152         int err = 0;
5153
5154         /*
5155          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
5156          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
5157          * expose stale data.
5158          */
5159         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
5160         if (err)
5161                 return err;
5162
5163         if (size <= hole_start)
5164                 return 0;
5165
5166         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
5167                                            &cached_state);
5168         cur_offset = hole_start;
5169         while (1) {
5170                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
5171                                       block_end - cur_offset);
5172                 if (IS_ERR(em)) {
5173                         err = PTR_ERR(em);
5174                         em = NULL;
5175                         break;
5176                 }
5177                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
5178                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
5179                 hole_size = last_byte - cur_offset;
5180
5181                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
5182                         struct extent_map *hole_em;
5183
5184                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
5185                                                 hole_size);
5186                         if (err)
5187                                 break;
5188
5189                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5190                                                         cur_offset, hole_size);
5191                         if (err)
5192                                 break;
5193
5194                         btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
5195                                                 cur_offset + hole_size - 1, 0);
5196                         hole_em = alloc_extent_map();
5197                         if (!hole_em) {
5198                                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
5199                                         &inode->runtime_flags);
5200                                 goto next;
5201                         }
5202                         hole_em->start = cur_offset;
5203                         hole_em->len = hole_size;
5204                         hole_em->orig_start = cur_offset;
5205
5206                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
5207                         hole_em->block_len = 0;
5208                         hole_em->orig_block_len = 0;
5209                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
5210                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
5211                         hole_em->generation = fs_info->generation;
5212
5213                         while (1) {
5214                                 write_lock(&em_tree->lock);
5215                                 err = add_extent_mapping(em_tree, hole_em, 1);
5216                                 write_unlock(&em_tree->lock);
5217                                 if (err != -EEXIST)
5218                                         break;
5219                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
5220                                                         cur_offset +
5221                                                         hole_size - 1, 0);
5222                         }
5223                         free_extent_map(hole_em);
5224                 } else {
5225                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5226                                                         cur_offset, hole_size);
5227                         if (err)
5228                                 break;
5229                 }
5230 next:
5231                 free_extent_map(em);
5232                 em = NULL;
5233                 cur_offset = last_byte;
5234                 if (cur_offset >= block_end)
5235                         break;
5236         }
5237         free_extent_map(em);
5238         unlock_extent_cached(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5239         return err;
5240 }
5241
5242 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5243 {
5244         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5245         struct btrfs_trans_handle *trans;
5246         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5247         loff_t newsize = attr->ia_size;
5248         int mask = attr->ia_valid;
5249         int ret;
5250
5251         /*
5252          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5253          * special case where we need to update the times despite not having
5254          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5255          * explicitly if it wants a timestamp update.
5256          */
5257         if (newsize != oldsize) {
5258                 inode_inc_iversion(inode);
5259                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME)))
5260                         inode->i_ctime = inode->i_mtime =
5261                                 current_time(inode);
5262         }
5263
5264         if (newsize > oldsize) {
5265                 /*
5266                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5267                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5268                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5269                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5270                  * this truncation.
5271                  */
5272                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5273                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5274                 if (ret) {
5275                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5276                         return ret;
5277                 }
5278
5279                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5280                 if (IS_ERR(trans)) {
5281                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5282                         return PTR_ERR(trans);
5283                 }
5284
5285                 i_size_write(inode, newsize);
5286                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5287                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5288                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5289                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5290                 btrfs_end_transaction(trans);
5291         } else {
5292                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5293
5294                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5295                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5296                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5297                                         (u64)-1);
5298                         if (ret)
5299                                 return ret;
5300                 }
5301
5302                 /*
5303                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5304                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5305                  * on close.
5306                  */
5307                 if (newsize == 0)
5308                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5309                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5310
5311                 truncate_setsize(inode, newsize);
5312
5313                 inode_dio_wait(inode);
5314
5315                 ret = btrfs_truncate(inode, newsize == oldsize);
5316                 if (ret && inode->i_nlink) {
5317                         int err;
5318
5319                         /*
5320                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5321                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5322                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5323                          * in-memory size to match.
5324                          */
5325                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5326                         if (err)
5327                                 return err;
5328                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5329                 }
5330         }
5331
5332         return ret;
5333 }
5334
5335 static int btrfs_setattr(struct user_namespace *mnt_userns, struct dentry *dentry,
5336                          struct iattr *attr)
5337 {
5338         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5339         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5340         int err;
5341
5342         if (btrfs_root_readonly(root))
5343                 return -EROFS;
5344
5345         err = setattr_prepare(&init_user_ns, dentry, attr);
5346         if (err)
5347                 return err;
5348
5349         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5350                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5351                 if (err)
5352                         return err;
5353         }
5354
5355         if (attr->ia_valid) {
5356                 setattr_copy(&init_user_ns, inode, attr);
5357                 inode_inc_iversion(inode);
5358                 err = btrfs_dirty_inode(inode);
5359
5360                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5361                         err = posix_acl_chmod(&init_user_ns, inode,
5362                                               inode->i_mode);
5363         }
5364
5365         return err;
5366 }
5367
5368 /*
5369  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS calling
5370  * btrfs_invalidatepage() against each page of the inode. This is slow because
5371  * the calls to btrfs_invalidatepage() result in a huge amount of calls to
5372  * lock_extent_bits() and clear_extent_bit(), which keep merging and splitting
5373  * extent_state structures over and over, wasting lots of time.
5374  *
5375  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidatepage() skip all
5376  * those expensive operations on a per page basis and do only the ordered io
5377  * finishing, while we release here the extent_map and extent_state structures,
5378  * without the excessive merging and splitting.
5379  */
5380 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5381 {
5382         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5383         struct extent_map_tree *map_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
5384         struct rb_node *node;
5385
5386         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5387         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5388
5389         write_lock(&map_tree->lock);
5390         while (!RB_EMPTY_ROOT(&map_tree->map.rb_root)) {
5391                 struct extent_map *em;
5392
5393                 node = rb_first_cached(&map_tree->map);
5394                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
5395                 clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
5396                 clear_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags);
5397                 remove_extent_mapping(map_tree, em);
5398                 free_extent_map(em);
5399                 if (need_resched()) {
5400                         write_unlock(&map_tree->lock);
5401                         cond_resched();
5402                         write_lock(&map_tree->lock);
5403                 }
5404         }
5405         write_unlock(&map_tree->lock);
5406
5407         /*
5408          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5409          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5410          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5411          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5412          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5413          * ranges can still be locked and eviction started because before
5414          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5415          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5416          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5417          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5418          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5419          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5420          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5421          * use-after-free issue.
5422          */
5423         spin_lock(&io_tree->lock);
5424         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5425                 struct extent_state *state;
5426                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5427                 u64 start;
5428                 u64 end;
5429                 unsigned state_flags;
5430
5431                 node = rb_first(&io_tree->state);
5432                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5433                 start = state->start;
5434                 end = state->end;
5435                 state_flags = state->state;
5436                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5437
5438                 lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
5439
5440                 /*
5441                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5442                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5443                  * So we need to free its reserved space here.
5444                  * (Refer to comment in btrfs_invalidatepage, case 2)
5445                  *
5446                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5447                  */
5448                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5449                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5450                                                end - start + 1);
5451
5452                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5453                                  EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
5454                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1, 1,
5455                                  &cached_state);
5456
5457                 cond_resched();
5458                 spin_lock(&io_tree->lock);
5459         }
5460         spin_unlock(&io_tree->lock);
5461 }
5462
5463 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5464                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5465 {
5466         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5467         struct btrfs_block_rsv *global_rsv = &fs_info->global_block_rsv;
5468         struct btrfs_trans_handle *trans;
5469         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
5470         int ret;
5471
5472         /*
5473          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5474          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5475          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5476          *
5477          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5478          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5479          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5480          * delayed refs activity by truncating.
5481          *
5482          * If we cannot make our reservation we'll attempt to steal from the
5483          * global reserve, because we really want to be able to free up space.
5484          */
5485         ret = btrfs_block_rsv_refill(root, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5486                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5487         if (ret) {
5488                 /*
5489                  * Try to steal from the global reserve if there is space for
5490                  * it.
5491                  */
5492                 if (btrfs_check_space_for_delayed_refs(fs_info) ||
5493                     btrfs_block_rsv_migrate(global_rsv, rsv, rsv->size, 0)) {
5494                         btrfs_warn(fs_info,
5495                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5496                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5497                 }
5498                 delayed_refs_extra = 0;
5499         }
5500
5501         trans = btrfs_join_transaction(root);
5502         if (IS_ERR(trans))
5503                 return trans;
5504
5505         if (delayed_refs_extra) {
5506                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5507                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5508                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5509                                         delayed_refs_extra, 1);
5510         }
5511         return trans;
5512 }
5513
5514 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5515 {
5516         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5517         struct btrfs_trans_handle *trans;
5518         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5519         struct btrfs_block_rsv *rsv;
5520         int ret;
5521
5522         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5523
5524         if (!root) {
5525                 clear_inode(inode);
5526                 return;
5527         }
5528
5529         evict_inode_truncate_pages(inode);
5530
5531         if (inode->i_nlink &&
5532             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5533               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5534              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5535                 goto no_delete;
5536
5537         if (is_bad_inode(inode))
5538                 goto no_delete;
5539
5540         btrfs_free_io_failure_record(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1);
5541
5542         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5543                 goto no_delete;
5544
5545         if (inode->i_nlink > 0) {
5546                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5547                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5548                 goto no_delete;
5549         }
5550
5551         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5552         if (ret)
5553                 goto no_delete;
5554
5555         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5556         if (!rsv)
5557                 goto no_delete;
5558         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5559         rsv->failfast = 1;
5560
5561         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5562
5563         while (1) {
5564                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5565                 if (IS_ERR(trans))
5566                         goto free_rsv;
5567
5568                 trans->block_rsv = rsv;
5569
5570                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, BTRFS_I(inode),
5571                                                  0, 0, NULL);
5572                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5573                 btrfs_end_transaction(trans);
5574                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
5575                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5576                         goto free_rsv;
5577                 else if (!ret)
5578                         break;
5579         }
5580
5581         /*
5582          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5583          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5584          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5585          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5586          *
5587          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5588          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5589          */
5590         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5591         if (!IS_ERR(trans)) {
5592                 trans->block_rsv = rsv;
5593                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5594                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5595                 btrfs_end_transaction(trans);
5596         }
5597
5598 free_rsv:
5599         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5600 no_delete:
5601         /*
5602          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5603          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5604          * to retry these periodically in the future.
5605          */
5606         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5607         clear_inode(inode);
5608 }
5609
5610 /*
5611  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5612  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5613  *
5614  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5615  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5616  */
5617 static int btrfs_inode_by_name(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5618                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5619 {
5620         const char *name = dentry->d_name.name;
5621         int namelen = dentry->d_name.len;
5622         struct btrfs_dir_item *di;
5623         struct btrfs_path *path;
5624         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5625         int ret = 0;
5626
5627         path = btrfs_alloc_path();
5628         if (!path)
5629                 return -ENOMEM;
5630
5631         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5632                         name, namelen, 0);
5633         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5634                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5635                 goto out;
5636         }
5637
5638         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5639         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5640             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5641                 ret = -EUCLEAN;
5642                 btrfs_warn(root->fs_info,
5643 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5644                            __func__, name, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5645                            location->objectid, location->type, location->offset);
5646         }
5647         if (!ret)
5648                 *type = btrfs_dir_type(path->nodes[0], di);
5649 out:
5650         btrfs_free_path(path);
5651         return ret;
5652 }
5653
5654 /*
5655  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5656  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5657  * is kind of like crossing a mount point.
5658  */
5659 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5660                                     struct inode *dir,
5661                                     struct dentry *dentry,
5662                                     struct btrfs_key *location,
5663                                     struct btrfs_root **sub_root)
5664 {
5665         struct btrfs_path *path;
5666         struct btrfs_root *new_root;
5667         struct btrfs_root_ref *ref;
5668         struct extent_buffer *leaf;
5669         struct btrfs_key key;
5670         int ret;
5671         int err = 0;
5672
5673         path = btrfs_alloc_path();
5674         if (!path) {
5675                 err = -ENOMEM;
5676                 goto out;
5677         }
5678
5679         err = -ENOENT;
5680         key.objectid = BTRFS_I(dir)->root->root_key.objectid;
5681         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5682         key.offset = location->objectid;
5683
5684         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5685         if (ret) {
5686                 if (ret < 0)
5687                         err = ret;
5688                 goto out;
5689         }
5690
5691         leaf = path->nodes[0];
5692         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5693         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(BTRFS_I(dir)) ||
5694             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != dentry->d_name.len)
5695                 goto out;
5696
5697         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, dentry->d_name.name,
5698                                    (unsigned long)(ref + 1),
5699                                    dentry->d_name.len);
5700         if (ret)
5701                 goto out;
5702
5703         btrfs_release_path(path);
5704
5705         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5706         if (IS_ERR(new_root)) {
5707                 err = PTR_ERR(new_root);
5708                 goto out;
5709         }
5710
5711         *sub_root = new_root;
5712         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5713         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5714         location->offset = 0;
5715         err = 0;
5716 out:
5717         btrfs_free_path(path);
5718         return err;
5719 }
5720
5721 static void inode_tree_add(struct inode *inode)
5722 {
5723         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5724         struct btrfs_inode *entry;
5725         struct rb_node **p;
5726         struct rb_node *parent;
5727         struct rb_node *new = &BTRFS_I(inode)->rb_node;
5728         u64 ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5729
5730         if (inode_unhashed(inode))
5731                 return;
5732         parent = NULL;
5733         spin_lock(&root->inode_lock);
5734         p = &root->inode_tree.rb_node;
5735         while (*p) {
5736                 parent = *p;
5737                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5738
5739                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5740                         p = &parent->rb_left;
5741                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5742                         p = &parent->rb_right;
5743                 else {
5744                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5745                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5746                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5747                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5748                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5749                         return;
5750                 }
5751         }
5752         rb_link_node(new, parent, p);
5753         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5754         spin_unlock(&root->inode_lock);
5755 }
5756
5757 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5758 {
5759         struct btrfs_root *root = inode->root;
5760         int empty = 0;
5761
5762         spin_lock(&root->inode_lock);
5763         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5764                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5765                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5766                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5767         }
5768         spin_unlock(&root->inode_lock);
5769
5770         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5771                 spin_lock(&root->inode_lock);
5772                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5773                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5774                 if (empty)
5775                         btrfs_add_dead_root(root);
5776         }
5777 }
5778
5779
5780 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5781 {
5782         struct btrfs_iget_args *args = p;
5783
5784         inode->i_ino = args->ino;
5785         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5786         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5787         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5788         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5789         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5790         return 0;
5791 }
5792
5793 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5794 {
5795         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5796
5797         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5798                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5799 }
5800
5801 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5802                                        struct btrfs_root *root)
5803 {
5804         struct inode *inode;
5805         struct btrfs_iget_args args;
5806         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5807
5808         args.ino = ino;
5809         args.root = root;
5810
5811         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5812                              btrfs_init_locked_inode,
5813                              (void *)&args);
5814         return inode;
5815 }
5816
5817 /*
5818  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5819  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5820  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5821  * later.
5822  */
5823 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5824                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5825 {
5826         struct inode *inode;
5827
5828         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5829         if (!inode)
5830                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5831
5832         if (inode->i_state & I_NEW) {
5833                 int ret;
5834
5835                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5836                 if (!ret) {
5837                         inode_tree_add(inode);
5838                         unlock_new_inode(inode);
5839                 } else {
5840                         iget_failed(inode);
5841                         /*
5842                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5843                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5844                          * was not found.
5845                          */
5846                         if (ret > 0)
5847                                 ret = -ENOENT;
5848                         inode = ERR_PTR(ret);
5849                 }
5850         }
5851
5852         return inode;
5853 }
5854
5855 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5856 {
5857         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5858 }
5859
5860 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5861                                     struct btrfs_key *key,
5862                                     struct btrfs_root *root)
5863 {
5864         struct inode *inode = new_inode(s);
5865
5866         if (!inode)
5867                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5868
5869         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5870         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5871         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5872
5873         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5874         /*
5875          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5876          * associated with the dentry
5877          */
5878         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5879         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5880         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5881         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5882         inode->i_mtime = current_time(inode);
5883         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5884         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5885         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5886
5887         return inode;
5888 }
5889
5890 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5891 {
5892         /*
5893          * Compile-time asserts that generic FT_* types still match
5894          * BTRFS_FT_* types
5895          */
5896         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_UNKNOWN != FT_UNKNOWN);
5897         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_REG_FILE != FT_REG_FILE);
5898         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_DIR != FT_DIR);
5899         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_CHRDEV != FT_CHRDEV);
5900         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_BLKDEV != FT_BLKDEV);
5901         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_FIFO != FT_FIFO);
5902         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_SOCK != FT_SOCK);
5903         BUILD_BUG_ON(BTRFS_FT_SYMLINK != FT_SYMLINK);
5904
5905         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5906 }
5907
5908 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5909 {
5910         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5911         struct inode *inode;
5912         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5913         struct btrfs_root *sub_root = root;
5914         struct btrfs_key location;
5915         u8 di_type = 0;
5916         int ret = 0;
5917
5918         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5919                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5920
5921         ret = btrfs_inode_by_name(dir, dentry, &location, &di_type);
5922         if (ret < 0)
5923                 return ERR_PTR(ret);
5924
5925         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5926                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5927                 if (IS_ERR(inode))
5928                         return inode;
5929
5930                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5931                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5932                         btrfs_crit(fs_info,
5933 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5934                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5935                                   di_type);
5936                         iput(inode);
5937                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5938                 }
5939                 return inode;
5940         }
5941
5942         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, dir, dentry,
5943                                        &location, &sub_root);
5944         if (ret < 0) {
5945                 if (ret != -ENOENT)
5946                         inode = ERR_PTR(ret);
5947                 else
5948                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, sub_root);
5949         } else {
5950                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5951         }
5952         if (root != sub_root)
5953                 btrfs_put_root(sub_root);
5954
5955         if (!IS_ERR(inode) && root != sub_root) {
5956                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5957                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5958                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5959                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5960                 if (ret) {
5961                         iput(inode);
5962                         inode = ERR_PTR(ret);
5963                 }
5964         }
5965
5966         return inode;
5967 }
5968
5969 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5970 {
5971         struct btrfs_root *root;
5972         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5973
5974         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5975                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5976
5977         if (inode) {
5978                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5979                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5980                         return 1;
5981
5982                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5983                         return 1;
5984         }
5985         return 0;
5986 }
5987
5988 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5989                                    unsigned int flags)
5990 {
5991         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5992
5993         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5994                 inode = NULL;
5995         return d_splice_alias(inode, dentry);
5996 }
5997
5998 /*
5999  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
6000  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
6001  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
6002  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
6003  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
6004  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
6005  * tree lock.
6006  */
6007 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
6008 {
6009         struct btrfs_file_private *private;
6010
6011         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
6012         if (!private)
6013                 return -ENOMEM;
6014         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
6015         if (!private->filldir_buf) {
6016                 kfree(private);
6017                 return -ENOMEM;
6018         }
6019         file->private_data = private;
6020         return 0;
6021 }
6022
6023 struct dir_entry {
6024         u64 ino;
6025         u64 offset;
6026         unsigned type;
6027         int name_len;
6028 };
6029
6030 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
6031 {
6032         while (entries--) {
6033                 struct dir_entry *entry = addr;
6034                 char *name = (char *)(entry + 1);
6035
6036                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
6037                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
6038                                          get_unaligned(&entry->ino),
6039                                          get_unaligned(&entry->type)))
6040                         return 1;
6041                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
6042                         get_unaligned(&entry->name_len);
6043                 ctx->pos++;
6044         }
6045         return 0;
6046 }
6047
6048 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
6049 {
6050         struct inode *inode = file_inode(file);
6051         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6052         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
6053         struct btrfs_dir_item *di;
6054         struct btrfs_key key;
6055         struct btrfs_key found_key;
6056         struct btrfs_path *path;
6057         void *addr;
6058         struct list_head ins_list;
6059         struct list_head del_list;
6060         int ret;
6061         struct extent_buffer *leaf;
6062         int slot;
6063         char *name_ptr;
6064         int name_len;
6065         int entries = 0;
6066         int total_len = 0;
6067         bool put = false;
6068         struct btrfs_key location;
6069
6070         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
6071                 return 0;
6072
6073         path = btrfs_alloc_path();
6074         if (!path)
6075                 return -ENOMEM;
6076
6077         addr = private->filldir_buf;
6078         path->reada = READA_FORWARD;
6079
6080         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
6081         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
6082         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
6083
6084 again:
6085         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6086         key.offset = ctx->pos;
6087         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
6088
6089         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6090         if (ret < 0)
6091                 goto err;
6092
6093         while (1) {
6094                 struct dir_entry *entry;
6095
6096                 leaf = path->nodes[0];
6097                 slot = path->slots[0];
6098                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6099                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6100                         if (ret < 0)
6101                                 goto err;
6102                         else if (ret > 0)
6103                                 break;
6104                         continue;
6105                 }
6106
6107                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
6108
6109                 if (found_key.objectid != key.objectid)
6110                         break;
6111                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
6112                         break;
6113                 if (found_key.offset < ctx->pos)
6114                         goto next;
6115                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
6116                         goto next;
6117                 di = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_dir_item);
6118                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
6119                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
6120                     PAGE_SIZE) {
6121                         btrfs_release_path(path);
6122                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6123                         if (ret)
6124                                 goto nopos;
6125                         addr = private->filldir_buf;
6126                         entries = 0;
6127                         total_len = 0;
6128                         goto again;
6129                 }
6130
6131                 entry = addr;
6132                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
6133                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
6134                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr, (unsigned long)(di + 1),
6135                                    name_len);
6136                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(btrfs_dir_type(leaf, di)),
6137                                 &entry->type);
6138                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
6139                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
6140                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
6141                 entries++;
6142                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6143                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6144 next:
6145                 path->slots[0]++;
6146         }
6147         btrfs_release_path(path);
6148
6149         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6150         if (ret)
6151                 goto nopos;
6152
6153         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
6154         if (ret)
6155                 goto nopos;
6156
6157         /*
6158          * Stop new entries from being returned after we return the last
6159          * entry.
6160          *
6161          * New directory entries are assigned a strictly increasing
6162          * offset.  This means that new entries created during readdir
6163          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
6164          * This has broken buggy programs which operate on names as
6165          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
6166          * we have this hack to stop new entries from being returned
6167          * under the assumption that they'll never reach this huge
6168          * offset.
6169          *
6170          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
6171          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
6172          * in the past.
6173          */
6174         if (ctx->pos >= INT_MAX)
6175                 ctx->pos = LLONG_MAX;
6176         else
6177                 ctx->pos = INT_MAX;
6178 nopos:
6179         ret = 0;
6180 err:
6181         if (put)
6182                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
6183         btrfs_free_path(path);
6184         return ret;
6185 }
6186
6187 /*
6188  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6189  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6190  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6191  * to keep or drop this code.
6192  */
6193 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode)
6194 {
6195         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6196         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6197         struct btrfs_trans_handle *trans;
6198         int ret;
6199
6200         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
6201                 return 0;
6202
6203         trans = btrfs_join_transaction(root);
6204         if (IS_ERR(trans))
6205                 return PTR_ERR(trans);
6206
6207         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6208         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
6209                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6210                 btrfs_end_transaction(trans);
6211                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6212                 if (IS_ERR(trans))
6213                         return PTR_ERR(trans);
6214
6215                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6216         }
6217         btrfs_end_transaction(trans);
6218         if (BTRFS_I(inode)->delayed_node)
6219                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6220
6221         return ret;
6222 }
6223
6224 /*
6225  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6226  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6227  */
6228 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6229                              int flags)
6230 {
6231         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6232         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6233
6234         if (btrfs_root_readonly(root))
6235                 return -EROFS;
6236
6237         if (flags & S_VERSION)
6238                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6239         if (flags & S_CTIME)
6240                 inode->i_ctime = *now;
6241         if (flags & S_MTIME)
6242                 inode->i_mtime = *now;
6243         if (flags & S_ATIME)
6244                 inode->i_atime = *now;
6245         return dirty ? btrfs_dirty_inode(inode) : 0;
6246 }
6247
6248 /*
6249  * find the highest existing sequence number in a directory
6250  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
6251  * free sequence numbers
6252  */
6253 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
6254 {
6255         struct btrfs_root *root = inode->root;
6256         struct btrfs_key key, found_key;
6257         struct btrfs_path *path;
6258         struct extent_buffer *leaf;
6259         int ret;
6260
6261         key.objectid = btrfs_ino(inode);
6262         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6263         key.offset = (u64)-1;
6264
6265         path = btrfs_alloc_path();
6266         if (!path)
6267                 return -ENOMEM;
6268
6269         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6270         if (ret < 0)
6271                 goto out;
6272         /* FIXME: we should be able to handle this */
6273         if (ret == 0)
6274                 goto out;
6275         ret = 0;
6276
6277         /*
6278          * MAGIC NUMBER EXPLANATION:
6279          * since we search a directory based on f_pos we have to start at 2
6280          * since '.' and '..' have f_pos of 0 and 1 respectively, so everybody
6281          * else has to start at 2
6282          */
6283         if (path->slots[0] == 0) {
6284                 inode->index_cnt = 2;
6285                 goto out;
6286         }
6287
6288         path->slots[0]--;
6289
6290         leaf = path->nodes[0];
6291         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6292
6293         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
6294             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
6295                 inode->index_cnt = 2;
6296                 goto out;
6297         }
6298
6299         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
6300 out:
6301         btrfs_free_path(path);
6302         return ret;
6303 }
6304
6305 /*
6306  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6307  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6308  */
6309 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6310 {
6311         int ret = 0;
6312
6313         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6314                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6315                 if (ret) {
6316                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6317                         if (ret)
6318                                 return ret;
6319                 }
6320         }
6321
6322         *index = dir->index_cnt;
6323         dir->index_cnt++;
6324
6325         return ret;
6326 }
6327
6328 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6329 {
6330         struct btrfs_iget_args args;
6331
6332         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6333         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6334
6335         return insert_inode_locked4(inode,
6336                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6337                    btrfs_find_actor, &args);
6338 }
6339
6340 /*
6341  * Inherit flags from the parent inode.
6342  *
6343  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6344  */
6345 static void btrfs_inherit_iflags(struct inode *inode, struct inode *dir)
6346 {
6347         unsigned int flags;
6348
6349         if (!dir)
6350                 return;
6351
6352         flags = BTRFS_I(dir)->flags;
6353
6354         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6355                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6356                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6357         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6358                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6359                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6360         }
6361
6362         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6363                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6364                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
6365                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6366         }
6367
6368         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
6369 }
6370
6371 static struct inode *btrfs_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6372                                      struct btrfs_root *root,
6373                                      struct inode *dir,
6374                                      const char *name, int name_len,
6375                                      u64 ref_objectid, u64 objectid,
6376                                      umode_t mode, u64 *index)
6377 {
6378         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6379         struct inode *inode;
6380         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6381         struct btrfs_key *location;
6382         struct btrfs_path *path;
6383         struct btrfs_inode_ref *ref;
6384         struct btrfs_key key[2];
6385         u32 sizes[2];
6386         int nitems = name ? 2 : 1;
6387         unsigned long ptr;
6388         unsigned int nofs_flag;
6389         int ret;
6390
6391         path = btrfs_alloc_path();
6392         if (!path)
6393                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6394
6395         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
6396         inode = new_inode(fs_info->sb);
6397         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
6398         if (!inode) {
6399                 btrfs_free_path(path);
6400                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6401         }
6402
6403         /*
6404          * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point,
6405          * we fill in an inode item with the correct link count.
6406          */
6407         if (!name)
6408                 set_nlink(inode, 0);
6409
6410         /*
6411          * we have to initialize this early, so we can reclaim the inode
6412          * number if we fail afterwards in this function.
6413          */
6414         inode->i_ino = objectid;
6415
6416         if (dir && name) {
6417                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6418
6419                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), index);
6420                 if (ret) {
6421                         btrfs_free_path(path);
6422                         iput(inode);
6423                         return ERR_PTR(ret);
6424                 }
6425         } else if (dir) {
6426                 *index = 0;
6427         }
6428         /*
6429          * index_cnt is ignored for everything but a dir,
6430          * btrfs_set_inode_index_count has an explanation for the magic
6431          * number
6432          */
6433         BTRFS_I(inode)->index_cnt = 2;
6434         BTRFS_I(inode)->dir_index = *index;
6435         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
6436         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6437         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6438
6439         /*
6440          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6441          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6442          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6443          * old info in the log.
6444          */
6445         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6446
6447         key[0].objectid = objectid;
6448         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6449         key[0].offset = 0;
6450
6451         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6452
6453         if (name) {
6454                 /*
6455                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6456                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6457                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6458                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6459                  */
6460                 key[1].objectid = objectid;
6461                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6462                 key[1].offset = ref_objectid;
6463
6464                 sizes[1] = name_len + sizeof(*ref);
6465         }
6466
6467         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6468         location->objectid = objectid;
6469         location->offset = 0;
6470         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6471
6472         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6473         if (ret < 0) {
6474                 iput(inode);
6475                 goto fail;
6476         }
6477
6478         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, key, sizes, nitems);
6479         if (ret != 0)
6480                 goto fail_unlock;
6481
6482         inode_init_owner(&init_user_ns, inode, dir, mode);
6483         inode_set_bytes(inode, 0);
6484
6485         inode->i_mtime = current_time(inode);
6486         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6487         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6488         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6489
6490         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6491                                   struct btrfs_inode_item);
6492         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6493                              sizeof(*inode_item));
6494         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6495
6496         if (name) {
6497                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6498                                      struct btrfs_inode_ref);
6499                 btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, name_len);
6500                 btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, *index);
6501                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6502                 write_extent_buffer(path->nodes[0], name, ptr, name_len);
6503         }
6504
6505         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6506         btrfs_free_path(path);
6507
6508         btrfs_inherit_iflags(inode, dir);
6509
6510         if (S_ISREG(mode)) {
6511                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6512                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6513                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6514                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6515                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6516         }
6517
6518         inode_tree_add(inode);
6519
6520         trace_btrfs_inode_new(inode);
6521         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6522
6523         btrfs_update_root_times(trans, root);
6524
6525         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6526         if (ret)
6527                 btrfs_err(fs_info,
6528                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6529                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid, ret);
6530
6531         return inode;
6532
6533 fail_unlock:
6534         discard_new_inode(inode);
6535 fail:
6536         if (dir && name)
6537                 BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6538         btrfs_free_path(path);
6539         return ERR_PTR(ret);
6540 }
6541
6542 /*
6543  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6544  * a give name and a given sequence number.
6545  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6546  * inode to the parent directory.
6547  */
6548 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6549                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6550                    const char *name, int name_len, int add_backref, u64 index)
6551 {
6552         int ret = 0;
6553         struct btrfs_key key;
6554         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6555         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6556         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6557
6558         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6559                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6560         } else {
6561                 key.objectid = ino;
6562                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6563                 key.offset = 0;
6564         }
6565
6566         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6567                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6568                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6569                                          index, name, name_len);
6570         } else if (add_backref) {
6571                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
6572                                              parent_ino, index);
6573         }
6574
6575         /* Nothing to clean up yet */
6576         if (ret)
6577                 return ret;
6578
6579         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, name_len, parent_inode, &key,
6580                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6581         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6582                 goto fail_dir_item;
6583         else if (ret) {
6584                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6585                 return ret;
6586         }
6587
6588         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6589                            name_len * 2);
6590         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6591         /*
6592          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6593          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6594          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6595          * values (the ones it had when the fsync was done).
6596          */
6597         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6598                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6599
6600                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6601                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6602         }
6603         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6604         if (ret)
6605                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6606         return ret;
6607
6608 fail_dir_item:
6609         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6610                 u64 local_index;
6611                 int err;
6612                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6613                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6614                                          &local_index, name, name_len);
6615                 if (err)
6616                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6617         } else if (add_backref) {
6618                 u64 local_index;
6619                 int err;
6620
6621                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len,
6622                                           ino, parent_ino, &local_index);
6623                 if (err)
6624                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6625         }
6626
6627         /* Return the original error code */
6628         return ret;
6629 }
6630
6631 static int btrfs_add_nondir(struct btrfs_trans_handle *trans,
6632                             struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
6633                             struct btrfs_inode *inode, int backref, u64 index)
6634 {
6635         int err = btrfs_add_link(trans, dir, inode,
6636                                  dentry->d_name.name, dentry->d_name.len,
6637                                  backref, index);
6638         if (err > 0)
6639                 err = -EEXIST;
6640         return err;
6641 }
6642
6643 static int btrfs_mknod(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6644                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6645 {
6646         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6647         struct btrfs_trans_handle *trans;
6648         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6649         struct inode *inode = NULL;
6650         int err;
6651         u64 objectid;
6652         u64 index = 0;
6653
6654         /*
6655          * 2 for inode item and ref
6656          * 2 for dir items
6657          * 1 for xattr if selinux is on
6658          */
6659         trans = btrfs_start_transaction(root, 5);
6660         if (IS_ERR(trans))
6661                 return PTR_ERR(trans);
6662
6663         err = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6664         if (err)
6665                 goto out_unlock;
6666
6667         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir, dentry->d_name.name,
6668                         dentry->d_name.len, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)), objectid,
6669                         mode, &index);
6670         if (IS_ERR(inode)) {
6671                 err = PTR_ERR(inode);
6672                 inode = NULL;
6673                 goto out_unlock;
6674         }
6675
6676         /*
6677         * If the active LSM wants to access the inode during
6678         * d_instantiate it needs these. Smack checks to see
6679         * if the filesystem supports xattrs by looking at the
6680         * ops vector.
6681         */
6682         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6683         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6684
6685         err = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir, &dentry->d_name);
6686         if (err)
6687                 goto out_unlock;
6688
6689         err = btrfs_add_nondir(trans, BTRFS_I(dir), dentry, BTRFS_I(inode),
6690                         0, index);
6691         if (err)
6692                 goto out_unlock;
6693
6694         btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6695         d_instantiate_new(dentry, inode);
6696
6697 out_unlock:
6698         btrfs_end_transaction(trans);
6699         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6700         if (err && inode) {
6701                 inode_dec_link_count(inode);
6702                 discard_new_inode(inode);
6703         }
6704         return err;
6705 }
6706
6707 static int btrfs_create(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6708                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6709 {
6710         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6711         struct btrfs_trans_handle *trans;
6712         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6713         struct inode *inode = NULL;
6714         int err;
6715         u64 objectid;
6716         u64 index = 0;
6717
6718         /*
6719          * 2 for inode item and ref
6720          * 2 for dir items
6721          * 1 for xattr if selinux is on
6722          */
6723         trans = btrfs_start_transaction(root, 5);
6724         if (IS_ERR(trans))
6725                 return PTR_ERR(trans);
6726
6727         err = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6728         if (err)
6729                 goto out_unlock;
6730
6731         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir, dentry->d_name.name,
6732                         dentry->d_name.len, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)), objectid,
6733                         mode, &index);
6734         if (IS_ERR(inode)) {
6735                 err = PTR_ERR(inode);
6736                 inode = NULL;
6737                 goto out_unlock;
6738         }
6739         /*
6740         * If the active LSM wants to access the inode during
6741         * d_instantiate it needs these. Smack checks to see
6742         * if the filesystem supports xattrs by looking at the
6743         * ops vector.
6744         */
6745         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6746         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6747         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6748
6749         err = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir, &dentry->d_name);
6750         if (err)
6751                 goto out_unlock;
6752
6753         err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6754         if (err)
6755                 goto out_unlock;
6756
6757         err = btrfs_add_nondir(trans, BTRFS_I(dir), dentry, BTRFS_I(inode),
6758                         0, index);
6759         if (err)
6760                 goto out_unlock;
6761
6762         d_instantiate_new(dentry, inode);
6763
6764 out_unlock:
6765         btrfs_end_transaction(trans);
6766         if (err && inode) {
6767                 inode_dec_link_count(inode);
6768                 discard_new_inode(inode);
6769         }
6770         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6771         return err;
6772 }
6773
6774 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6775                       struct dentry *dentry)
6776 {
6777         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6778         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6779         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6780         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6781         u64 index;
6782         int err;
6783         int drop_inode = 0;
6784
6785         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6786         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6787                 return -EXDEV;
6788
6789         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6790                 return -EMLINK;
6791
6792         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6793         if (err)
6794                 goto fail;
6795
6796         /*
6797          * 2 items for inode and inode ref
6798          * 2 items for dir items
6799          * 1 item for parent inode
6800          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6801          */
6802         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6803         if (IS_ERR(trans)) {
6804                 err = PTR_ERR(trans);
6805                 trans = NULL;
6806                 goto fail;
6807         }
6808
6809         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6810         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6811         inc_nlink(inode);
6812         inode_inc_iversion(inode);
6813         inode->i_ctime = current_time(inode);
6814         ihold(inode);
6815         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6816
6817         err = btrfs_add_nondir(trans, BTRFS_I(dir), dentry, BTRFS_I(inode),
6818                         1, index);
6819
6820         if (err) {
6821                 drop_inode = 1;
6822         } else {
6823                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6824
6825                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6826                 if (err)
6827                         goto fail;
6828                 if (inode->i_nlink == 1) {
6829                         /*
6830                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6831                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6832                          */
6833                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6834                         if (err)
6835                                 goto fail;
6836                 }
6837                 d_instantiate(dentry, inode);
6838                 btrfs_log_new_name(trans, BTRFS_I(inode), NULL, parent);
6839         }
6840
6841 fail:
6842         if (trans)
6843                 btrfs_end_transaction(trans);
6844         if (drop_inode) {
6845                 inode_dec_link_count(inode);
6846                 iput(inode);
6847         }
6848         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6849         return err;
6850 }
6851
6852 static int btrfs_mkdir(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6853                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6854 {
6855         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6856         struct inode *inode = NULL;
6857         struct btrfs_trans_handle *trans;
6858         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6859         int err = 0;
6860         u64 objectid = 0;
6861         u64 index = 0;
6862
6863         /*
6864          * 2 items for inode and ref
6865          * 2 items for dir items
6866          * 1 for xattr if selinux is on
6867          */
6868         trans = btrfs_start_transaction(root, 5);
6869         if (IS_ERR(trans))
6870                 return PTR_ERR(trans);
6871
6872         err = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6873         if (err)
6874                 goto out_fail;
6875
6876         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir, dentry->d_name.name,
6877                         dentry->d_name.len, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)), objectid,
6878                         S_IFDIR | mode, &index);
6879         if (IS_ERR(inode)) {
6880                 err = PTR_ERR(inode);
6881                 inode = NULL;
6882                 goto out_fail;
6883         }
6884
6885         /* these must be set before we unlock the inode */
6886         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6887         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6888
6889         err = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir, &dentry->d_name);
6890         if (err)
6891                 goto out_fail;
6892
6893         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
6894         err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6895         if (err)
6896                 goto out_fail;
6897
6898         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6899                         dentry->d_name.name,
6900                         dentry->d_name.len, 0, index);
6901         if (err)
6902                 goto out_fail;
6903
6904         d_instantiate_new(dentry, inode);
6905
6906 out_fail:
6907         btrfs_end_transaction(trans);
6908         if (err && inode) {
6909                 inode_dec_link_count(inode);
6910                 discard_new_inode(inode);
6911         }
6912         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6913         return err;
6914 }
6915
6916 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6917                                       struct page *page,
6918                                       size_t pg_offset, u64 extent_offset,
6919                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6920 {
6921         int ret;
6922         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6923         char *tmp;
6924         size_t max_size;
6925         unsigned long inline_size;
6926         unsigned long ptr;
6927         int compress_type;
6928
6929         WARN_ON(pg_offset != 0);
6930         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6931         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6932         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
6933                                         btrfs_item_nr(path->slots[0]));
6934         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6935         if (!tmp)
6936                 return -ENOMEM;
6937         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6938
6939         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6940
6941         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6942         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page,
6943                                extent_offset, inline_size, max_size);
6944
6945         /*
6946          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6947          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6948          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6949          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6950          * cover that region here.
6951          */
6952
6953         if (max_size + pg_offset < PAGE_SIZE)
6954                 memzero_page(page,  pg_offset + max_size,
6955                              PAGE_SIZE - max_size - pg_offset);
6956         kfree(tmp);
6957         return ret;
6958 }
6959
6960 /**
6961  * btrfs_get_extent - Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6962  * @inode:      file to search in
6963  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6964  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6965  * @start:      file offset
6966  * @len:        length of range starting at @start
6967  *
6968  * This returns the first &struct extent_map which overlaps with the given
6969  * range, reading it from the B-tree and caching it if necessary. Note that
6970  * there may be more extents which overlap the given range after the returned
6971  * extent_map.
6972  *
6973  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6974  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6975  *
6976  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6977  */
6978 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6979                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6980                                     u64 start, u64 len)
6981 {
6982         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6983         int ret = 0;
6984         u64 extent_start = 0;
6985         u64 extent_end = 0;
6986         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6987         int extent_type = -1;
6988         struct btrfs_path *path = NULL;
6989         struct btrfs_root *root = inode->root;
6990         struct btrfs_file_extent_item *item;
6991         struct extent_buffer *leaf;
6992         struct btrfs_key found_key;
6993         struct extent_map *em = NULL;
6994         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6995         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
6996
6997         read_lock(&em_tree->lock);
6998         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6999         read_unlock(&em_tree->lock);
7000
7001         if (em) {
7002                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
7003                         free_extent_map(em);
7004                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
7005                         free_extent_map(em);
7006                 else
7007                         goto out;
7008         }
7009         em = alloc_extent_map();
7010         if (!em) {
7011                 ret = -ENOMEM;
7012                 goto out;
7013         }
7014         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
7015         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
7016         em->len = (u64)-1;
7017         em->block_len = (u64)-1;
7018
7019         path = btrfs_alloc_path();
7020         if (!path) {
7021                 ret = -ENOMEM;
7022                 goto out;
7023         }
7024
7025         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
7026         path->reada = READA_FORWARD;
7027
7028         /*
7029          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
7030          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
7031          * point the commit_root has everything we need.
7032          */
7033         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
7034                 path->search_commit_root = 1;
7035                 path->skip_locking = 1;
7036         }
7037
7038         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
7039         if (ret < 0) {
7040                 goto out;
7041         } else if (ret > 0) {
7042                 if (path->slots[0] == 0)
7043                         goto not_found;
7044                 path->slots[0]--;
7045                 ret = 0;
7046         }
7047
7048         leaf = path->nodes[0];
7049         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
7050                               struct btrfs_file_extent_item);
7051         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
7052         if (found_key.objectid != objectid ||
7053             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7054                 /*
7055                  * If we backup past the first extent we want to move forward
7056                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
7057                  * say there is a hole for our whole search range which can
7058                  * cause problems.
7059                  */
7060                 extent_end = start;
7061                 goto next;
7062         }
7063
7064         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
7065         extent_start = found_key.offset;
7066         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
7067         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
7068             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7069                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
7070                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
7071                         ret = -EUCLEAN;
7072                         btrfs_crit(fs_info,
7073                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
7074                                    btrfs_ino(inode));
7075                         goto out;
7076                 }
7077                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
7078                                                        extent_start);
7079         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
7080                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
7081                                                       path->slots[0],
7082                                                       extent_start);
7083         }
7084 next:
7085         if (start >= extent_end) {
7086                 path->slots[0]++;
7087                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
7088                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
7089                         if (ret < 0)
7090                                 goto out;
7091                         else if (ret > 0)
7092                                 goto not_found;
7093
7094                         leaf = path->nodes[0];
7095                 }
7096                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
7097                 if (found_key.objectid != objectid ||
7098                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
7099                         goto not_found;
7100                 if (start + len <= found_key.offset)
7101                         goto not_found;
7102                 if (start > found_key.offset)
7103                         goto next;
7104
7105                 /* New extent overlaps with existing one */
7106                 em->start = start;
7107                 em->orig_start = start;
7108                 em->len = found_key.offset - start;
7109                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
7110                 goto insert;
7111         }
7112
7113         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, !page, em);
7114
7115         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
7116             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7117                 goto insert;
7118         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
7119                 unsigned long ptr;
7120                 char *map;
7121                 size_t size;
7122                 size_t extent_offset;
7123                 size_t copy_size;
7124
7125                 if (!page)
7126                         goto out;
7127
7128                 size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
7129                 extent_offset = page_offset(page) + pg_offset - extent_start;
7130                 copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE - pg_offset,
7131                                   size - extent_offset);
7132                 em->start = extent_start + extent_offset;
7133                 em->len = ALIGN(copy_size, fs_info->sectorsize);
7134                 em->orig_block_len = em->len;
7135                 em->orig_start = em->start;
7136                 ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item) + extent_offset;
7137
7138                 if (!PageUptodate(page)) {
7139                         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, item) !=
7140                             BTRFS_COMPRESS_NONE) {
7141                                 ret = uncompress_inline(path, page, pg_offset,
7142                                                         extent_offset, item);
7143                                 if (ret)
7144                                         goto out;
7145                         } else {
7146                                 map = kmap_local_page(page);
7147                                 read_extent_buffer(leaf, map + pg_offset, ptr,
7148                                                    copy_size);
7149                                 if (pg_offset + copy_size < PAGE_SIZE) {
7150                                         memset(map + pg_offset + copy_size, 0,
7151                                                PAGE_SIZE - pg_offset -
7152                                                copy_size);
7153                                 }
7154                                 kunmap_local(map);
7155                         }
7156                         flush_dcache_page(page);
7157                 }
7158                 set_extent_uptodate(io_tree, em->start,
7159                                     extent_map_end(em) - 1, NULL, GFP_NOFS);
7160                 goto insert;
7161         }
7162 not_found:
7163         em->start = start;
7164         em->orig_start = start;
7165         em->len = len;
7166         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
7167 insert:
7168         ret = 0;
7169         btrfs_release_path(path);
7170         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
7171                 btrfs_err(fs_info,
7172                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
7173                           em->start, em->len, start, len);
7174                 ret = -EIO;
7175                 goto out;
7176         }
7177
7178         write_lock(&em_tree->lock);
7179         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
7180         write_unlock(&em_tree->lock);
7181 out:
7182         btrfs_free_path(path);
7183
7184         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
7185
7186         if (ret) {
7187                 free_extent_map(em);
7188                 return ERR_PTR(ret);
7189         }
7190         return em;
7191 }
7192
7193 struct extent_map *btrfs_get_extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode,
7194                                            u64 start, u64 len)
7195 {
7196         struct extent_map *em;
7197         struct extent_map *hole_em = NULL;
7198         u64 delalloc_start = start;
7199         u64 end;
7200         u64 delalloc_len;
7201         u64 delalloc_end;
7202         int err = 0;
7203
7204         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, len);
7205         if (IS_ERR(em))
7206                 return em;
7207         /*
7208          * If our em maps to:
7209          * - a hole or
7210          * - a pre-alloc extent,
7211          * there might actually be delalloc bytes behind it.
7212          */
7213         if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE &&
7214             !test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7215                 return em;
7216         else
7217                 hole_em = em;
7218
7219         /* check to see if we've wrapped (len == -1 or similar) */
7220         end = start + len;
7221         if (end < start)
7222                 end = (u64)-1;
7223         else
7224                 end -= 1;
7225
7226         em = NULL;
7227
7228         /* ok, we didn't find anything, lets look for delalloc */
7229         delalloc_len = count_range_bits(&inode->io_tree, &delalloc_start,
7230                                  end, len, EXTENT_DELALLOC, 1);
7231         delalloc_end = delalloc_start + delalloc_len;
7232         if (delalloc_end < delalloc_start)
7233                 delalloc_end = (u64)-1;
7234
7235         /*
7236          * We didn't find anything useful, return the original results from
7237          * get_extent()
7238          */
7239         if (delalloc_start > end || delalloc_end <= start) {
7240                 em = hole_em;
7241                 hole_em = NULL;
7242                 goto out;
7243         }
7244
7245         /*
7246          * Adjust the delalloc_start to make sure it doesn't go backwards from
7247          * the start they passed in
7248          */
7249         delalloc_start = max(start, delalloc_start);
7250         delalloc_len = delalloc_end - delalloc_start;
7251
7252         if (delalloc_len > 0) {
7253                 u64 hole_start;
7254                 u64 hole_len;
7255                 const u64 hole_end = extent_map_end(hole_em);
7256
7257                 em = alloc_extent_map();
7258                 if (!em) {
7259                         err = -ENOMEM;
7260                         goto out;
7261                 }
7262
7263                 ASSERT(hole_em);
7264                 /*
7265                  * When btrfs_get_extent can't find anything it returns one
7266                  * huge hole
7267                  *
7268                  * Make sure what it found really fits our range, and adjust to
7269                  * make sure it is based on the start from the caller
7270                  */
7271                 if (hole_end <= start || hole_em->start > end) {
7272                        free_extent_map(hole_em);
7273                        hole_em = NULL;
7274                 } else {
7275                        hole_start = max(hole_em->start, start);
7276                        hole_len = hole_end - hole_start;
7277                 }
7278
7279                 if (hole_em && delalloc_start > hole_start) {
7280                         /*
7281                          * Our hole starts before our delalloc, so we have to
7282                          * return just the parts of the hole that go until the
7283                          * delalloc starts
7284                          */
7285                         em->len = min(hole_len, delalloc_start - hole_start);
7286                         em->start = hole_start;
7287                         em->orig_start = hole_start;
7288                         /*
7289                          * Don't adjust block start at all, it is fixed at
7290                          * EXTENT_MAP_HOLE
7291                          */
7292                         em->block_start = hole_em->block_start;
7293                         em->block_len = hole_len;
7294                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &hole_em->flags))
7295                                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
7296                 } else {
7297                         /*
7298                          * Hole is out of passed range or it starts after
7299                          * delalloc range
7300                          */
7301                         em->start = delalloc_start;
7302                         em->len = delalloc_len;
7303                         em->orig_start = delalloc_start;
7304                         em->block_start = EXTENT_MAP_DELALLOC;
7305                         em->block_len = delalloc_len;
7306                 }
7307         } else {
7308                 return hole_em;
7309         }
7310 out:
7311
7312         free_extent_map(hole_em);
7313         if (err) {
7314                 free_extent_map(em);
7315                 return ERR_PTR(err);
7316         }
7317         return em;
7318 }
7319
7320 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
7321                                                   const u64 start,
7322                                                   const u64 len,
7323                                                   const u64 orig_start,
7324                                                   const u64 block_start,
7325                                                   const u64 block_len,
7326                                                   const u64 orig_block_len,
7327                                                   const u64 ram_bytes,
7328                                                   const int type)
7329 {
7330         struct extent_map *em = NULL;
7331         int ret;
7332
7333         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7334                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7335                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7336                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7337                                   type);
7338                 if (IS_ERR(em))
7339                         goto out;
7340         }
7341         ret = btrfs_add_ordered_extent_dio(inode, start, block_start, len,
7342                                            block_len, type);
7343         if (ret) {
7344                 if (em) {
7345                         free_extent_map(em);
7346                         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + len - 1, 0);
7347                 }
7348                 em = ERR_PTR(ret);
7349         }
7350  out:
7351
7352         return em;
7353 }
7354
7355 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7356                                                   u64 start, u64 len)
7357 {
7358         struct btrfs_root *root = inode->root;
7359         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7360         struct extent_map *em;
7361         struct btrfs_key ins;
7362         u64 alloc_hint;
7363         int ret;
7364
7365         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7366         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7367                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7368         if (ret)
7369                 return ERR_PTR(ret);
7370
7371         em = btrfs_create_dio_extent(inode, start, ins.offset, start,
7372                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7373                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7374         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7375         if (IS_ERR(em))
7376                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7377                                            1);
7378
7379         return em;
7380 }
7381
7382 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7383 {
7384         struct btrfs_block_group *block_group;
7385         bool readonly = false;
7386
7387         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7388         if (!block_group || block_group->ro)
7389                 readonly = true;
7390         if (block_group)
7391                 btrfs_put_block_group(block_group);
7392         return readonly;
7393 }
7394
7395 /*
7396  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7397  *
7398  * @offset:     File offset
7399  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7400  *              range
7401  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7402  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7403  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7404  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7405  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7406  *
7407  * Return:
7408  * >0   and update @len if we can do nocow write
7409  *  0   if we can't do nocow write
7410  * <0   if error happened
7411  *
7412  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7413  *       any ordered extents.
7414  */
7415 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7416                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7417                               u64 *ram_bytes, bool strict)
7418 {
7419         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7420         struct btrfs_path *path;
7421         int ret;
7422         struct extent_buffer *leaf;
7423         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7424         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7425         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7426         struct btrfs_key key;
7427         u64 disk_bytenr;
7428         u64 backref_offset;
7429         u64 extent_end;
7430         u64 num_bytes;
7431         int slot;
7432         int found_type;
7433         bool nocow = (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW);
7434
7435         path = btrfs_alloc_path();
7436         if (!path)
7437                 return -ENOMEM;
7438
7439         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7440                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7441         if (ret < 0)
7442                 goto out;
7443
7444         slot = path->slots[0];
7445         if (ret == 1) {
7446                 if (slot == 0) {
7447                         /* can't find the item, must cow */
7448                         ret = 0;
7449                         goto out;
7450                 }
7451                 slot--;
7452         }
7453         ret = 0;
7454         leaf = path->nodes[0];
7455         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
7456         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7457             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7458                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7459                 goto out;
7460         }
7461
7462         if (key.offset > offset) {
7463                 /* Wrong offset, must cow */
7464                 goto out;
7465         }
7466
7467         fi = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
7468         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7469         if (found_type != BTRFS_FILE_EXTENT_REG &&
7470             found_type != BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7471                 /* not a regular extent, must cow */
7472                 goto out;
7473         }
7474
7475         if (!nocow && found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
7476                 goto out;
7477
7478         extent_end = key.offset + btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
7479         if (extent_end <= offset)
7480                 goto out;
7481
7482         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
7483         if (disk_bytenr == 0)
7484                 goto out;
7485
7486         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
7487             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
7488             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
7489                 goto out;
7490
7491         /*
7492          * Do the same check as in btrfs_cross_ref_exist but without the
7493          * unnecessary search.
7494          */
7495         if (!strict &&
7496             (btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
7497              btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item)))
7498                 goto out;
7499
7500         backref_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
7501
7502         if (orig_start) {
7503                 *orig_start = key.offset - backref_offset;
7504                 *orig_block_len = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
7505                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7506         }
7507
7508         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, disk_bytenr))
7509                 goto out;
7510
7511         num_bytes = min(offset + *len, extent_end) - offset;
7512         if (!nocow && found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7513                 u64 range_end;
7514
7515                 range_end = round_up(offset + num_bytes,
7516                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7517                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7518                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7519                 if (ret) {
7520                         ret = -EAGAIN;
7521                         goto out;
7522                 }
7523         }
7524
7525         btrfs_release_path(path);
7526
7527         /*
7528          * look for other files referencing this extent, if we
7529          * find any we must cow
7530          */
7531
7532         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
7533                                     key.offset - backref_offset, disk_bytenr,
7534                                     strict);
7535         if (ret) {
7536                 ret = 0;
7537                 goto out;
7538         }
7539
7540         /*
7541          * adjust disk_bytenr and num_bytes to cover just the bytes
7542          * in this extent we are about to write.  If there
7543          * are any csums in that range we have to cow in order
7544          * to keep the csums correct
7545          */
7546         disk_bytenr += backref_offset;
7547         disk_bytenr += offset - key.offset;
7548         if (csum_exist_in_range(fs_info, disk_bytenr, num_bytes))
7549                 goto out;
7550         /*
7551          * all of the above have passed, it is safe to overwrite this extent
7552          * without cow
7553          */
7554         *len = num_bytes;
7555         ret = 1;
7556 out:
7557         btrfs_free_path(path);
7558         return ret;
7559 }
7560
7561 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7562                               struct extent_state **cached_state, bool writing)
7563 {
7564         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7565         int ret = 0;
7566
7567         while (1) {
7568                 lock_extent_bits(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7569                                  cached_state);
7570                 /*
7571                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7572                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7573                  * extents in this range.
7574                  */
7575                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7576                                                      lockend - lockstart + 1);
7577
7578                 /*
7579                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7580                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7581                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7582                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7583                  * get stale data.
7584                  */
7585                 if (!ordered &&
7586                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7587                                                          lockstart, lockend)))
7588                         break;
7589
7590                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7591                                      cached_state);
7592
7593                 if (ordered) {
7594                         /*
7595                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7596                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7597                          * to complete and retry, because if we do so we can
7598                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7599                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7600                          * than one extent map, if at this point has already
7601                          * created an ordered extent for a previous extent map
7602                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7603                          * concurrent write against that previous extent map's
7604                          * range and this range started (we unlock the ranges
7605                          * in the io tree only when the bios complete and
7606                          * buffered writes always lock pages before attempting
7607                          * to lock range in the io tree).
7608                          */
7609                         if (writing ||
7610                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7611                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
7612                         else
7613                                 ret = -ENOTBLK;
7614                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7615                 } else {
7616                         /*
7617                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7618                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7619                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7620                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7621                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7622                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7623                          * ordered dio extent we created before but did not have
7624                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7625                          * complete), which makes readahead wait for that
7626                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7627                          * that page.
7628                          */
7629                         ret = -ENOTBLK;
7630                 }
7631
7632                 if (ret)
7633                         break;
7634
7635                 cond_resched();
7636         }
7637
7638         return ret;
7639 }
7640
7641 /* The callers of this must take lock_extent() */
7642 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7643                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7644                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7645                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7646                                        int type)
7647 {
7648         struct extent_map_tree *em_tree;
7649         struct extent_map *em;
7650         int ret;
7651
7652         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7653                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7654                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7655                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7656
7657         em_tree = &inode->extent_tree;
7658         em = alloc_extent_map();
7659         if (!em)
7660                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7661
7662         em->start = start;
7663         em->orig_start = orig_start;
7664         em->len = len;
7665         em->block_len = block_len;
7666         em->block_start = block_start;
7667         em->orig_block_len = orig_block_len;
7668         em->ram_bytes = ram_bytes;
7669         em->generation = -1;
7670         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7671         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7672                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7673         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7674                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7675                 em->compress_type = compress_type;
7676         }
7677
7678         do {
7679                 btrfs_drop_extent_cache(inode, em->start,
7680                                         em->start + em->len - 1, 0);
7681                 write_lock(&em_tree->lock);
7682                 ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
7683                 write_unlock(&em_tree->lock);
7684                 /*
7685                  * The caller has taken lock_extent(), who could race with us
7686                  * to add em?
7687                  */
7688         } while (ret == -EEXIST);
7689
7690         if (ret) {
7691                 free_extent_map(em);
7692                 return ERR_PTR(ret);
7693         }
7694
7695         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7696         return em;
7697 }
7698
7699
7700 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7701                                          struct inode *inode,
7702                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7703                                          u64 start, u64 len)
7704 {
7705         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7706         struct extent_map *em = *map;
7707         int ret = 0;
7708
7709         /*
7710          * We don't allocate a new extent in the following cases
7711          *
7712          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7713          * existing extent.
7714          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7715          * just use the extent.
7716          *
7717          */
7718         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7719             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7720              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7721                 int type;
7722                 u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7723
7724                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7725                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7726                 else
7727                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7728                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7729                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7730
7731                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7732                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false) == 1 &&
7733                     btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start)) {
7734                         struct extent_map *em2;
7735
7736                         em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), start, len,
7737                                                       orig_start, block_start,
7738                                                       len, orig_block_len,
7739                                                       ram_bytes, type);
7740                         btrfs_dec_nocow_writers(fs_info, block_start);
7741                         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7742                                 free_extent_map(em);
7743                                 *map = em = em2;
7744                         }
7745
7746                         if (em2 && IS_ERR(em2)) {
7747                                 ret = PTR_ERR(em2);
7748                                 goto out;
7749                         }
7750                         /*
7751                          * For inode marked NODATACOW or extent marked PREALLOC,
7752                          * use the existing or preallocated extent, so does not
7753                          * need to adjust btrfs_space_info's bytes_may_use.
7754                          */
7755                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
7756                         goto skip_cow;
7757                 }
7758         }
7759
7760         /* this will cow the extent */
7761         free_extent_map(em);
7762         *map = em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), start, len);
7763         if (IS_ERR(em)) {
7764                 ret = PTR_ERR(em);
7765                 goto out;
7766         }
7767
7768         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7769
7770 skip_cow:
7771         /*
7772          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7773          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7774          */
7775         if (start + len > i_size_read(inode))
7776                 i_size_write(inode, start + len);
7777
7778         dio_data->reserve -= len;
7779 out:
7780         return ret;
7781 }
7782
7783 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7784                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7785                 struct iomap *srcmap)
7786 {
7787         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7788         struct extent_map *em;
7789         struct extent_state *cached_state = NULL;
7790         struct btrfs_dio_data *dio_data = NULL;
7791         u64 lockstart, lockend;
7792         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7793         int ret = 0;
7794         u64 len = length;
7795         bool unlock_extents = false;
7796
7797         if (!write)
7798                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize);
7799
7800         lockstart = start;
7801         lockend = start + len - 1;
7802
7803         /*
7804          * The generic stuff only does filemap_write_and_wait_range, which
7805          * isn't enough if we've written compressed pages to this area, so we
7806          * need to flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7807          * outstanding dirty pages are on disk.
7808          */
7809         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7810                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7811                 ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7812                                                start + length - 1);
7813                 if (ret)
7814                         return ret;
7815         }
7816
7817         dio_data = kzalloc(sizeof(*dio_data), GFP_NOFS);
7818         if (!dio_data)
7819                 return -ENOMEM;
7820
7821         dio_data->length = length;
7822         if (write) {
7823                 dio_data->reserve = round_up(length, fs_info->sectorsize);
7824                 ret = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode),
7825                                 &dio_data->data_reserved,
7826                                 start, dio_data->reserve);
7827                 if (ret) {
7828                         extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7829                         kfree(dio_data);
7830                         return ret;
7831                 }
7832         }
7833         iomap->private = dio_data;
7834
7835
7836         /*
7837          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7838          * this range and we need to fallback to buffered.
7839          */
7840         if (lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, write)) {
7841                 ret = -ENOTBLK;
7842                 goto err;
7843         }
7844
7845         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7846         if (IS_ERR(em)) {
7847                 ret = PTR_ERR(em);
7848                 goto unlock_err;
7849         }
7850
7851         /*
7852          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7853          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7854          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7855          * buffered path.
7856          *
7857          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7858          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7859          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7860          *
7861          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7862          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7863          * the generic code.
7864          */
7865         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7866             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7867                 free_extent_map(em);
7868                 ret = -ENOTBLK;
7869                 goto unlock_err;
7870         }
7871
7872         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7873         if (write) {
7874                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7875                                                     start, len);
7876                 if (ret < 0)
7877                         goto unlock_err;
7878                 unlock_extents = true;
7879                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7880                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7881         } else {
7882                 /*
7883                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7884                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7885                  */
7886                 lockstart = start + len;
7887                 if (lockstart < lockend)
7888                         unlock_extents = true;
7889         }
7890
7891         if (unlock_extents)
7892                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree,
7893                                      lockstart, lockend, &cached_state);
7894         else
7895                 free_extent_state(cached_state);
7896
7897         /*
7898          * Translate extent map information to iomap.
7899          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7900          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7901          */
7902         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7903             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7904                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7905                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7906         } else {
7907                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7908                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7909         }
7910         iomap->offset = start;
7911         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_bdev;
7912         iomap->length = len;
7913
7914         if (write && btrfs_use_zone_append(BTRFS_I(inode), em->block_start))
7915                 iomap->flags |= IOMAP_F_ZONE_APPEND;
7916
7917         free_extent_map(em);
7918
7919         return 0;
7920
7921 unlock_err:
7922         unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7923                              &cached_state);
7924 err:
7925         if (dio_data) {
7926                 btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
7927                                 dio_data->data_reserved, start,
7928                                 dio_data->reserve, true);
7929                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), dio_data->reserve);
7930                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7931                 kfree(dio_data);
7932         }
7933         return ret;
7934 }
7935
7936 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7937                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7938 {
7939         int ret = 0;
7940         struct btrfs_dio_data *dio_data = iomap->private;
7941         size_t submitted = dio_data->submitted;
7942         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7943
7944         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7945                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7946                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1);
7947                 goto out;
7948         }
7949
7950         if (submitted < length) {
7951                 pos += submitted;
7952                 length -= submitted;
7953                 if (write)
7954                         __endio_write_update_ordered(BTRFS_I(inode), pos,
7955                                         length, false);
7956                 else
7957                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7958                                       pos + length - 1);
7959                 ret = -ENOTBLK;
7960         }
7961
7962         if (write) {
7963                 if (dio_data->reserve)
7964                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
7965                                         dio_data->data_reserved, pos,
7966                                         dio_data->reserve, true);
7967                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), dio_data->length);
7968                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7969         }
7970 out:
7971         kfree(dio_data);
7972         iomap->private = NULL;
7973
7974         return ret;
7975 }
7976
7977 static void btrfs_dio_private_put(struct btrfs_dio_private *dip)
7978 {
7979         /*
7980          * This implies a barrier so that stores to dio_bio->bi_status before
7981          * this and loads of dio_bio->bi_status after this are fully ordered.
7982          */
7983         if (!refcount_dec_and_test(&dip->refs))
7984                 return;
7985
7986         if (btrfs_op(dip->dio_bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7987                 __endio_write_update_ordered(BTRFS_I(dip->inode),
7988                                              dip->logical_offset,
7989                                              dip->bytes,
7990                                              !dip->dio_bio->bi_status);
7991         } else {
7992                 unlock_extent(&BTRFS_I(dip->inode)->io_tree,
7993                               dip->logical_offset,
7994                               dip->logical_offset + dip->bytes - 1);
7995         }
7996
7997         bio_endio(dip->dio_bio);
7998         kfree(dip);
7999 }
8000
8001 static blk_status_t submit_dio_repair_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
8002                                           int mirror_num,
8003                                           unsigned long bio_flags)
8004 {
8005         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
8006         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8007         blk_status_t ret;
8008
8009         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE);
8010
8011         ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_DATA);
8012         if (ret)
8013                 return ret;
8014
8015         refcount_inc(&dip->refs);
8016         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, mirror_num);
8017         if (ret)
8018                 refcount_dec(&dip->refs);
8019         return ret;
8020 }
8021
8022 static blk_status_t btrfs_check_read_dio_bio(struct inode *inode,
8023                                              struct btrfs_io_bio *io_bio,
8024                                              const bool uptodate)
8025 {
8026         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
8027         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
8028         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
8029         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8030         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
8031         struct bio_vec bvec;
8032         struct bvec_iter iter;
8033         u64 start = io_bio->logical;
8034         u32 bio_offset = 0;
8035         blk_status_t err = BLK_STS_OK;
8036
8037         __bio_for_each_segment(bvec, &io_bio->bio, iter, io_bio->iter) {
8038                 unsigned int i, nr_sectors, pgoff;
8039
8040                 nr_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, bvec.bv_len);
8041                 pgoff = bvec.bv_offset;
8042                 for (i = 0; i < nr_sectors; i++) {
8043                         ASSERT(pgoff < PAGE_SIZE);
8044                         if (uptodate &&
8045                             (!csum || !check_data_csum(inode, io_bio,
8046                                                        bio_offset, bvec.bv_page,
8047                                                        pgoff, start))) {
8048                                 clean_io_failure(fs_info, failure_tree, io_tree,
8049                                                  start, bvec.bv_page,
8050                                                  btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
8051                                                  pgoff);
8052                         } else {
8053                                 int ret;
8054
8055                                 ASSERT((start - io_bio->logical) < UINT_MAX);
8056                                 ret = btrfs_repair_one_sector(inode,
8057                                                 &io_bio->bio,
8058                                                 start - io_bio->logical,
8059                                                 bvec.bv_page, pgoff,
8060                                                 start, io_bio->mirror_num,
8061                                                 submit_dio_repair_bio);
8062                                 if (ret)
8063                                         err = errno_to_blk_status(ret);
8064                         }
8065                         start += sectorsize;
8066                         ASSERT(bio_offset + sectorsize > bio_offset);
8067                         bio_offset += sectorsize;
8068                         pgoff += sectorsize;
8069                 }
8070         }
8071         return err;
8072 }
8073
8074 static void __endio_write_update_ordered(struct btrfs_inode *inode,
8075                                          const u64 offset, const u64 bytes,
8076                                          const bool uptodate)
8077 {
8078         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes,
8079                                        finish_ordered_fn, uptodate);
8080 }
8081
8082 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start_direct_io(struct inode *inode,
8083                                                      struct bio *bio,
8084                                                      u64 dio_file_offset)
8085 {
8086         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, dio_file_offset, 1);
8087 }
8088
8089 static void btrfs_end_dio_bio(struct bio *bio)
8090 {
8091         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
8092         blk_status_t err = bio->bi_status;
8093
8094         if (err)
8095                 btrfs_warn(BTRFS_I(dip->inode)->root->fs_info,
8096                            "direct IO failed ino %llu rw %d,%u sector %#Lx len %u err no %d",
8097                            btrfs_ino(BTRFS_I(dip->inode)), bio_op(bio),
8098                            bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
8099                            bio->bi_iter.bi_size, err);
8100
8101         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ) {
8102                 err = btrfs_check_read_dio_bio(dip->inode, btrfs_io_bio(bio),
8103                                                !err);
8104         }
8105
8106         if (err)
8107                 dip->dio_bio->bi_status = err;
8108
8109         btrfs_record_physical_zoned(dip->inode, dip->logical_offset, bio);
8110
8111         bio_put(bio);
8112         btrfs_dio_private_put(dip);
8113 }
8114
8115 static inline blk_status_t btrfs_submit_dio_bio(struct bio *bio,
8116                 struct inode *inode, u64 file_offset, int async_submit)
8117 {
8118         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8119         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
8120         bool write = btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE;
8121         blk_status_t ret;
8122
8123         /* Check btrfs_submit_bio_hook() for rules about async submit. */
8124         if (async_submit)
8125                 async_submit = !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers);
8126
8127         if (!write) {
8128                 ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_DATA);
8129                 if (ret)
8130                         goto err;
8131         }
8132
8133         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
8134                 goto map;
8135
8136         if (write && async_submit) {
8137                 ret = btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, 0, 0, file_offset,
8138                                           btrfs_submit_bio_start_direct_io);
8139                 goto err;
8140         } else if (write) {
8141                 /*
8142                  * If we aren't doing async submit, calculate the csum of the
8143                  * bio now.
8144                  */
8145                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, file_offset, 1);
8146                 if (ret)
8147                         goto err;
8148         } else {
8149                 u64 csum_offset;
8150
8151                 csum_offset = file_offset - dip->logical_offset;
8152                 csum_offset >>= fs_info->sectorsize_bits;
8153                 csum_offset *= fs_info->csum_size;
8154                 btrfs_io_bio(bio)->csum = dip->csums + csum_offset;
8155         }
8156 map:
8157         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, 0);
8158 err:
8159         return ret;
8160 }
8161
8162 /*
8163  * If this succeeds, the btrfs_dio_private is responsible for cleaning up locked
8164  * or ordered extents whether or not we submit any bios.
8165  */
8166 static struct btrfs_dio_private *btrfs_create_dio_private(struct bio *dio_bio,
8167                                                           struct inode *inode,
8168                                                           loff_t file_offset)
8169 {
8170         const bool write = (btrfs_op(dio_bio) == BTRFS_MAP_WRITE);
8171         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
8172         size_t dip_size;
8173         struct btrfs_dio_private *dip;
8174
8175         dip_size = sizeof(*dip);
8176         if (!write && csum) {
8177                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8178                 size_t nblocks;
8179
8180                 nblocks = dio_bio->bi_iter.bi_size >> fs_info->sectorsize_bits;
8181                 dip_size += fs_info->csum_size * nblocks;
8182         }
8183
8184         dip = kzalloc(dip_size, GFP_NOFS);
8185         if (!dip)
8186                 return NULL;
8187
8188         dip->inode = inode;
8189         dip->logical_offset = file_offset;
8190         dip->bytes = dio_bio->bi_iter.bi_size;
8191         dip->disk_bytenr = dio_bio->bi_iter.bi_sector << 9;
8192         dip->dio_bio = dio_bio;
8193         refcount_set(&dip->refs, 1);
8194         return dip;
8195 }
8196
8197 static blk_qc_t btrfs_submit_direct(struct inode *inode, struct iomap *iomap,
8198                 struct bio *dio_bio, loff_t file_offset)
8199 {
8200         const bool write = (btrfs_op(dio_bio) == BTRFS_MAP_WRITE);
8201         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8202         const bool raid56 = (btrfs_data_alloc_profile(fs_info) &
8203                              BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK);
8204         struct btrfs_dio_private *dip;
8205         struct bio *bio;
8206         u64 start_sector;
8207         int async_submit = 0;
8208         u64 submit_len;
8209         int clone_offset = 0;
8210         int clone_len;
8211         u64 logical;
8212         int ret;
8213         blk_status_t status;
8214         struct btrfs_io_geometry geom;
8215         struct btrfs_dio_data *dio_data = iomap->private;
8216         struct extent_map *em = NULL;
8217
8218         dip = btrfs_create_dio_private(dio_bio, inode, file_offset);
8219         if (!dip) {
8220                 if (!write) {
8221                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, file_offset,
8222                                 file_offset + dio_bio->bi_iter.bi_size - 1);
8223                 }
8224                 dio_bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
8225                 bio_endio(dio_bio);
8226                 return BLK_QC_T_NONE;
8227         }
8228
8229         if (!write) {
8230                 /*
8231                  * Load the csums up front to reduce csum tree searches and
8232                  * contention when submitting bios.
8233                  *
8234                  * If we have csums disabled this will do nothing.
8235                  */
8236                 status = btrfs_lookup_bio_sums(inode, dio_bio, dip->csums);
8237                 if (status != BLK_STS_OK)
8238                         goto out_err;
8239         }
8240
8241         start_sector = dio_bio->bi_iter.bi_sector;
8242         submit_len = dio_bio->bi_iter.bi_size;
8243
8244         do {
8245                 logical = start_sector << 9;
8246                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, submit_len);
8247                 if (IS_ERR(em)) {
8248                         status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(em));
8249                         em = NULL;
8250                         goto out_err_em;
8251                 }
8252                 ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(dio_bio),
8253                                             logical, &geom);
8254                 if (ret) {
8255                         status = errno_to_blk_status(ret);
8256                         goto out_err_em;
8257                 }
8258                 ASSERT(geom.len <= INT_MAX);
8259
8260                 clone_len = min_t(int, submit_len, geom.len);
8261
8262                 /*
8263                  * This will never fail as it's passing GPF_NOFS and
8264                  * the allocation is backed by btrfs_bioset.
8265                  */
8266                 bio = btrfs_bio_clone_partial(dio_bio, clone_offset, clone_len);
8267                 bio->bi_private = dip;
8268                 bio->bi_end_io = btrfs_end_dio_bio;
8269                 btrfs_io_bio(bio)->logical = file_offset;
8270
8271                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
8272                         status = extract_ordered_extent(BTRFS_I(inode), bio,
8273                                                         file_offset);
8274                         if (status) {
8275                                 bio_put(bio);
8276                                 goto out_err;
8277                         }
8278                 }
8279
8280                 ASSERT(submit_len >= clone_len);
8281                 submit_len -= clone_len;
8282
8283                 /*
8284                  * Increase the count before we submit the bio so we know
8285                  * the end IO handler won't happen before we increase the
8286                  * count. Otherwise, the dip might get freed before we're
8287                  * done setting it up.
8288                  *
8289                  * We transfer the initial reference to the last bio, so we
8290                  * don't need to increment the reference count for the last one.
8291                  */
8292                 if (submit_len > 0) {
8293                         refcount_inc(&dip->refs);
8294                         /*
8295                          * If we are submitting more than one bio, submit them
8296                          * all asynchronously. The exception is RAID 5 or 6, as
8297                          * asynchronous checksums make it difficult to collect
8298                          * full stripe writes.
8299                          */
8300                         if (!raid56)
8301                                 async_submit = 1;
8302                 }
8303
8304                 status = btrfs_submit_dio_bio(bio, inode, file_offset,
8305                                                 async_submit);
8306                 if (status) {
8307                         bio_put(bio);
8308                         if (submit_len > 0)
8309                                 refcount_dec(&dip->refs);
8310                         goto out_err_em;
8311                 }
8312
8313                 dio_data->submitted += clone_len;
8314                 clone_offset += clone_len;
8315                 start_sector += clone_len >> 9;
8316                 file_offset += clone_len;
8317
8318                 free_extent_map(em);
8319         } while (submit_len > 0);
8320         return BLK_QC_T_NONE;
8321
8322 out_err_em:
8323         free_extent_map(em);
8324 out_err:
8325         dip->dio_bio->bi_status = status;
8326         btrfs_dio_private_put(dip);
8327
8328         return BLK_QC_T_NONE;
8329 }
8330
8331 const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
8332         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
8333         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
8334 };
8335
8336 const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
8337         .submit_io              = btrfs_submit_direct,
8338 };
8339
8340 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
8341                         u64 start, u64 len)
8342 {
8343         int     ret;
8344
8345         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
8346         if (ret)
8347                 return ret;
8348
8349         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
8350 }
8351
8352 int btrfs_readpage(struct file *file, struct page *page)
8353 {
8354         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
8355         u64 start = page_offset(page);
8356         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
8357         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
8358         int ret;
8359
8360         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
8361
8362         ret = btrfs_do_readpage(page, NULL, &bio_ctrl, 0, NULL);
8363         if (bio_ctrl.bio)
8364                 ret = submit_one_bio(bio_ctrl.bio, 0, bio_ctrl.bio_flags);
8365         return ret;
8366 }
8367
8368 static int btrfs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
8369 {
8370         struct inode *inode = page->mapping->host;
8371         int ret;
8372
8373         if (current->flags & PF_MEMALLOC) {
8374                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
8375                 unlock_page(page);
8376                 return 0;
8377         }
8378
8379         /*
8380          * If we are under memory pressure we will call this directly from the
8381          * VM, we need to make sure we have the inode referenced for the ordered
8382          * extent.  If not just return like we didn't do anything.
8383          */
8384         if (!igrab(inode)) {
8385                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
8386                 return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
8387         }
8388         ret = extent_write_full_page(page, wbc);
8389         btrfs_add_delayed_iput(inode);
8390         return ret;
8391 }
8392
8393 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
8394                             struct writeback_control *wbc)
8395 {
8396         return extent_writepages(mapping, wbc);
8397 }
8398
8399 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
8400 {
8401         extent_readahead(rac);
8402 }
8403
8404 static int __btrfs_releasepage(struct page *page, gfp_t gfp_flags)
8405 {
8406         int ret = try_release_extent_mapping(page, gfp_flags);
8407         if (ret == 1)
8408                 clear_page_extent_mapped(page);
8409         return ret;
8410 }
8411
8412 static int btrfs_releasepage(struct page *page, gfp_t gfp_flags)
8413 {
8414         if (PageWriteback(page) || PageDirty(page))
8415                 return 0;
8416         return __btrfs_releasepage(page, gfp_flags);
8417 }
8418
8419 #ifdef CONFIG_MIGRATION
8420 static int btrfs_migratepage(struct address_space *mapping,
8421                              struct page *newpage, struct page *page,
8422                              enum migrate_mode mode)
8423 {
8424         int ret;
8425
8426         ret = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, 0);
8427         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
8428                 return ret;
8429
8430         if (page_has_private(page))
8431                 attach_page_private(newpage, detach_page_private(page));
8432
8433         if (PageOrdered(page)) {
8434                 ClearPageOrdered(page);
8435                 SetPageOrdered(newpage);
8436         }
8437
8438         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
8439                 migrate_page_copy(newpage, page);
8440         else
8441                 migrate_page_states(newpage, page);
8442         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8443 }
8444 #endif
8445
8446 static void btrfs_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
8447                                  unsigned int length)
8448 {
8449         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
8450         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8451         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8452         struct extent_state *cached_state = NULL;
8453         u64 page_start = page_offset(page);
8454         u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8455         u64 cur;
8456         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8457
8458         /*
8459          * We have page locked so no new ordered extent can be created on this
8460          * page, nor bio can be submitted for this page.
8461          *
8462          * But already submitted bio can still be finished on this page.
8463          * Furthermore, endio function won't skip page which has Ordered
8464          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8465          * invalidatepage to do the same ordered extent accounting twice
8466          * on one page.
8467          *
8468          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8469          * do double ordered extent accounting on the same page.
8470          */
8471         wait_on_page_writeback(page);
8472
8473         /*
8474          * For subpage case, we have call sites like
8475          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8476          * sectorsize.
8477          * If the range doesn't cover the full page, we don't need to and
8478          * shouldn't clear page extent mapped, as page->private can still
8479          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8480          *
8481          * For cases that can invalidate the full even the range doesn't
8482          * cover the full page, like invalidating the last page, we're
8483          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8484          */
8485         if (!(offset == 0 && length == PAGE_SIZE)) {
8486                 btrfs_releasepage(page, GFP_NOFS);
8487                 return;
8488         }
8489
8490         if (!inode_evicting)
8491                 lock_extent_bits(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8492
8493         cur = page_start;
8494         while (cur < page_end) {
8495                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8496                 bool delete_states;
8497                 u64 range_end;
8498                 u32 range_len;
8499
8500                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8501                                                            page_end + 1 - cur);
8502                 if (!ordered) {
8503                         range_end = page_end;
8504                         /*
8505                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8506                          * to delete all extent states in the range.
8507                          */
8508                         delete_states = true;
8509                         goto next;
8510                 }
8511                 if (ordered->file_offset > cur) {
8512                         /*
8513                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8514                          * covered by any ordered extent.
8515                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8516                          * the ordered extent in the next iteration.
8517                          */
8518                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8519                         delete_states = true;
8520                         goto next;
8521                 }
8522
8523                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8524                                 page_end);
8525                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8526                 range_len = range_end + 1 - cur;
8527                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, page, cur, range_len)) {
8528                         /*
8529                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8530                          * already been executed for the range.
8531                          * We can't delete the extent states as
8532                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8533                          */
8534                         delete_states = false;
8535                         goto next;
8536                 }
8537                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, page, cur, range_len);
8538
8539                 /*
8540                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8541                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8542                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8543                  *
8544                  * This will also unlock the range for incoming
8545                  * btrfs_finish_ordered_io().
8546                  */
8547                 if (!inode_evicting)
8548                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8549                                          EXTENT_DELALLOC |
8550                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8551                                          EXTENT_DEFRAG, 1, 0, &cached_state);
8552
8553                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8554                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8555                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8556                                              cur - ordered->file_offset);
8557                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8558
8559                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8560                                         cur, range_end + 1 - cur, 1)) {
8561                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8562                         /*
8563                          * The ordered extent has finished, now we're again
8564                          * safe to delete all extent states of the range.
8565                          */
8566                         delete_states = true;
8567                 } else {
8568                         /*
8569                          * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio
8570                          * of other pages, thus we can't delete extent states
8571                          * anymore
8572                          */
8573                         delete_states = false;
8574                 }
8575 next:
8576                 if (ordered)
8577                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8578                 /*
8579                  * Qgroup reserved space handler
8580                  * Sector(s) here will be either:
8581                  *
8582                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8583                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8584                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8585                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8586                  *
8587                  * 2) Not written to disk yet
8588                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8589                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8590                  *    reserved data space.
8591                  *    Since the IO will never happen for this page.
8592                  */
8593                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8594                 if (!inode_evicting) {
8595                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8596                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8597                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1,
8598                                  delete_states, &cached_state);
8599                 }
8600                 cur = range_end + 1;
8601         }
8602         /*
8603          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8604          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8605          * did something wrong.
8606          */
8607         ASSERT(!PageOrdered(page));
8608         if (!inode_evicting)
8609                 __btrfs_releasepage(page, GFP_NOFS);
8610         ClearPageChecked(page);
8611         clear_page_extent_mapped(page);
8612 }
8613
8614 /*
8615  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8616  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8617  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8618  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8619  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8620  * support these features.
8621  *
8622  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8623  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8624  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8625  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8626  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8627  * unlock the page.
8628  */
8629 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8630 {
8631         struct page *page = vmf->page;
8632         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8633         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8634         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8635         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8636         struct extent_state *cached_state = NULL;
8637         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8638         unsigned long zero_start;
8639         loff_t size;
8640         vm_fault_t ret;
8641         int ret2;
8642         int reserved = 0;
8643         u64 reserved_space;
8644         u64 page_start;
8645         u64 page_end;
8646         u64 end;
8647
8648         reserved_space = PAGE_SIZE;
8649
8650         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8651         page_start = page_offset(page);
8652         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8653         end = page_end;
8654
8655         /*
8656          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8657          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8658          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8659          * dirty page write out, then the btrfs_writepage() function could
8660          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8661          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8662          */
8663         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8664                                             page_start, reserved_space);
8665         if (!ret2) {
8666                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8667                 reserved = 1;
8668         }
8669         if (ret2) {
8670                 ret = vmf_error(ret2);
8671                 if (reserved)
8672                         goto out;
8673                 goto out_noreserve;
8674         }
8675
8676         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8677 again:
8678         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8679         lock_page(page);
8680         size = i_size_read(inode);
8681
8682         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8683             (page_start >= size)) {
8684                 /* page got truncated out from underneath us */
8685                 goto out_unlock;
8686         }
8687         wait_on_page_writeback(page);
8688
8689         lock_extent_bits(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8690         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8691         if (ret2 < 0) {
8692                 ret = vmf_error(ret2);
8693                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8694                 goto out_unlock;
8695         }
8696
8697         /*
8698          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8699          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8700          */
8701         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8702                         PAGE_SIZE);
8703         if (ordered) {
8704                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8705                                      &cached_state);
8706                 unlock_page(page);
8707                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8708                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
8709                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8710                 goto again;
8711         }
8712
8713         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8714                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8715                                           fs_info->sectorsize);
8716                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8717                         end = page_start + reserved_space - 1;
8718                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8719                                         data_reserved, page_start,
8720                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8721                 }
8722         }
8723
8724         /*
8725          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8726          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8727          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8728          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8729          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8730          */
8731         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8732                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8733                           EXTENT_DEFRAG, 0, 0, &cached_state);
8734
8735         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8736                                         &cached_state);
8737         if (ret2) {
8738                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8739                                      &cached_state);
8740                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8741                 goto out_unlock;
8742         }
8743
8744         /* page is wholly or partially inside EOF */
8745         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8746                 zero_start = offset_in_page(size);
8747         else
8748                 zero_start = PAGE_SIZE;
8749
8750         if (zero_start != PAGE_SIZE) {
8751                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8752                 flush_dcache_page(page);
8753         }
8754         ClearPageChecked(page);
8755         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8756         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8757
8758         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8759
8760         unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8761         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8762
8763         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8764         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8765         extent_changeset_free(data_reserved);
8766         return VM_FAULT_LOCKED;
8767
8768 out_unlock:
8769         unlock_page(page);
8770         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8771 out:
8772         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8773         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8774                                      reserved_space, (ret != 0));
8775 out_noreserve:
8776         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8777         extent_changeset_free(data_reserved);
8778         return ret;
8779 }
8780
8781 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback)
8782 {
8783         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8784         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8785         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8786         int ret;
8787         struct btrfs_trans_handle *trans;
8788         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8789         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8790         u64 extents_found = 0;
8791
8792         if (!skip_writeback) {
8793                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, inode->i_size & (~mask),
8794                                                (u64)-1);
8795                 if (ret)
8796                         return ret;
8797         }
8798
8799         /*
8800          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8801          * things going on here:
8802          *
8803          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8804          *
8805          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8806          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8807          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8808          * very much snapshotting).
8809          *
8810          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8811          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8812          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8813          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8814          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8815          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8816          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8817          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8818          * done separately as well.
8819          *
8820          * So that leaves us with
8821          *
8822          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8823          * transaction reservation.
8824          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8825          * updating the inode.
8826          */
8827         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8828         if (!rsv)
8829                 return -ENOMEM;
8830         rsv->size = min_size;
8831         rsv->failfast = 1;
8832
8833         /*
8834          * 1 for the truncate slack space
8835          * 1 for updating the inode.
8836          */
8837         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8838         if (IS_ERR(trans)) {
8839                 ret = PTR_ERR(trans);
8840                 goto out;
8841         }
8842
8843         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8844         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8845                                       min_size, false);
8846         BUG_ON(ret);
8847
8848         trans->block_rsv = rsv;
8849
8850         while (1) {
8851                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, BTRFS_I(inode),
8852                                                  inode->i_size,
8853                                                  BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8854                                                  &extents_found);
8855                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8856                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8857                         break;
8858
8859                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8860                 if (ret)
8861                         break;
8862
8863                 btrfs_end_transaction(trans);
8864                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8865
8866                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8867                 if (IS_ERR(trans)) {
8868                         ret = PTR_ERR(trans);
8869                         trans = NULL;
8870                         break;
8871                 }
8872
8873                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8874                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8875                                               rsv, min_size, false);
8876                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8877                 trans->block_rsv = rsv;
8878         }
8879
8880         /*
8881          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8882          * deadlock with freeze, if we got NEED_TRUNCATE_BLOCK then we know
8883          * we've truncated everything except the last little bit, and can do
8884          * btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8885          */
8886         if (ret == NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8887                 btrfs_end_transaction(trans);
8888                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8889
8890                 ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), inode->i_size, 0, 0);
8891                 if (ret)
8892                         goto out;
8893                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8894                 if (IS_ERR(trans)) {
8895                         ret = PTR_ERR(trans);
8896                         goto out;
8897                 }
8898                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
8899         }
8900
8901         if (trans) {
8902                 int ret2;
8903
8904                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8905                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8906                 if (ret2 && !ret)
8907                         ret = ret2;
8908
8909                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8910                 if (ret2 && !ret)
8911                         ret = ret2;
8912                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8913         }
8914 out:
8915         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8916         /*
8917          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8918          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8919          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8920          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8921          * safe.
8922          *
8923          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8924          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8925          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8926          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8927          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8928          * extents beyond i_size to drop.
8929          */
8930         if (extents_found > 0)
8931                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
8932
8933         return ret;
8934 }
8935
8936 /*
8937  * create a new subvolume directory/inode (helper for the ioctl).
8938  */
8939 int btrfs_create_subvol_root(struct btrfs_trans_handle *trans,
8940                              struct btrfs_root *new_root,
8941                              struct btrfs_root *parent_root)
8942 {
8943         struct inode *inode;
8944         int err;
8945         u64 index = 0;
8946         u64 ino;
8947
8948         err = btrfs_get_free_objectid(new_root, &ino);
8949         if (err < 0)
8950                 return err;
8951
8952         inode = btrfs_new_inode(trans, new_root, NULL, "..", 2, ino, ino,
8953                                 S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO),
8954                                 &index);
8955         if (IS_ERR(inode))
8956                 return PTR_ERR(inode);
8957         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8958         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8959
8960         set_nlink(inode, 1);
8961         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
8962         unlock_new_inode(inode);
8963
8964         err = btrfs_subvol_inherit_props(trans, new_root, parent_root);
8965         if (err)
8966                 btrfs_err(new_root->fs_info,
8967                           "error inheriting subvolume %llu properties: %d",
8968                           new_root->root_key.objectid, err);
8969
8970         err = btrfs_update_inode(trans, new_root, BTRFS_I(inode));
8971
8972         iput(inode);
8973         return err;
8974 }
8975
8976 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8977 {
8978         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8979         struct btrfs_inode *ei;
8980         struct inode *inode;
8981
8982         ei = kmem_cache_alloc(btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8983         if (!ei)
8984                 return NULL;
8985
8986         ei->root = NULL;
8987         ei->generation = 0;
8988         ei->last_trans = 0;
8989         ei->last_sub_trans = 0;
8990         ei->logged_trans = 0;
8991         ei->delalloc_bytes = 0;
8992         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8993         ei->defrag_bytes = 0;
8994         ei->disk_i_size = 0;
8995         ei->flags = 0;
8996         ei->csum_bytes = 0;
8997         ei->index_cnt = (u64)-1;
8998         ei->dir_index = 0;
8999         ei->last_unlink_trans = 0;
9000         ei->last_reflink_trans = 0;
9001         ei->last_log_commit = 0;
9002
9003         spin_lock_init(&ei->lock);
9004         ei->outstanding_extents = 0;
9005         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
9006                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
9007                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
9008         ei->runtime_flags = 0;
9009         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
9010         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
9011
9012         ei->delayed_node = NULL;
9013
9014         ei->i_otime.tv_sec = 0;
9015         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
9016
9017         inode = &ei->vfs_inode;
9018         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
9019         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO, inode);
9020         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_failure_tree,
9021                             IO_TREE_INODE_IO_FAILURE, inode);
9022         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
9023                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT, inode);
9024         ei->io_tree.track_uptodate = true;
9025         ei->io_failure_tree.track_uptodate = true;
9026         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
9027         mutex_init(&ei->log_mutex);
9028         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
9029         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
9030         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
9031         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
9032         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
9033
9034         return inode;
9035 }
9036
9037 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
9038 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
9039 {
9040         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, 0);
9041         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
9042 }
9043 #endif
9044
9045 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
9046 {
9047         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
9048 }
9049
9050 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
9051 {
9052         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
9053         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
9054         struct btrfs_root *root = inode->root;
9055
9056         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
9057         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
9058         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
9059         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
9060         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
9061         WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
9062         WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
9063         WARN_ON(inode->csum_bytes);
9064         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
9065
9066         /*
9067          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
9068          * created the same inode and we need to destroy the one we already
9069          * created.
9070          */
9071         if (!root)
9072                 return;
9073
9074         while (1) {
9075                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
9076                 if (!ordered)
9077                         break;
9078                 else {
9079                         btrfs_err(root->fs_info,
9080                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
9081                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
9082                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
9083                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
9084                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
9085                 }
9086         }
9087         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
9088         inode_tree_del(inode);
9089         btrfs_drop_extent_cache(inode, 0, (u64)-1, 0);
9090         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
9091         btrfs_put_root(inode->root);
9092 }
9093
9094 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
9095 {
9096         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9097
9098         if (root == NULL)
9099                 return 1;
9100
9101         /* the snap/subvol tree is on deleting */
9102         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
9103                 return 1;
9104         else
9105                 return generic_drop_inode(inode);
9106 }
9107
9108 static void init_once(void *foo)
9109 {
9110         struct btrfs_inode *ei = (struct btrfs_inode *) foo;
9111
9112         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
9113 }
9114
9115 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
9116 {
9117         /*
9118          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
9119          * destroy cache.
9120          */
9121         rcu_barrier();
9122         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
9123         kmem_cache_destroy(btrfs_trans_handle_cachep);
9124         kmem_cache_destroy(btrfs_path_cachep);
9125         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_cachep);
9126         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_bitmap_cachep);
9127 }
9128
9129 int __init btrfs_init_cachep(void)
9130 {
9131         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
9132                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
9133                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
9134                         init_once);
9135         if (!btrfs_inode_cachep)
9136                 goto fail;
9137
9138         btrfs_trans_handle_cachep = kmem_cache_create("btrfs_trans_handle",
9139                         sizeof(struct btrfs_trans_handle), 0,
9140                         SLAB_TEMPORARY | SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9141         if (!btrfs_trans_handle_cachep)
9142                 goto fail;
9143
9144         btrfs_path_cachep = kmem_cache_create("btrfs_path",
9145                         sizeof(struct btrfs_path), 0,
9146                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9147         if (!btrfs_path_cachep)
9148                 goto fail;
9149
9150         btrfs_free_space_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space",
9151                         sizeof(struct btrfs_free_space), 0,
9152                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9153         if (!btrfs_free_space_cachep)
9154                 goto fail;
9155
9156         btrfs_free_space_bitmap_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space_bitmap",
9157                                                         PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
9158                                                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9159         if (!btrfs_free_space_bitmap_cachep)
9160                 goto fail;
9161
9162         return 0;
9163 fail:
9164         btrfs_destroy_cachep();
9165         return -ENOMEM;
9166 }
9167
9168 static int btrfs_getattr(struct user_namespace *mnt_userns,
9169                          const struct path *path, struct kstat *stat,
9170                          u32 request_mask, unsigned int flags)
9171 {
9172         u64 delalloc_bytes;
9173         u64 inode_bytes;
9174         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
9175         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
9176         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
9177
9178         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
9179         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
9180         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
9181         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
9182                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
9183         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
9184                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
9185         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
9186                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
9187         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
9188                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
9189
9190         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
9191                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
9192                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
9193                                   STATX_ATTR_NODUMP);
9194
9195         generic_fillattr(&init_user_ns, inode, stat);
9196         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
9197
9198         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
9199         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
9200         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
9201         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
9202         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
9203                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> 9;
9204         return 0;
9205 }
9206
9207 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
9208                               struct dentry *old_dentry,
9209                               struct inode *new_dir,
9210                               struct dentry *new_dentry)
9211 {
9212         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9213         struct btrfs_trans_handle *trans;
9214         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9215         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9216         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
9217         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
9218         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
9219         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9220         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
9221         u64 old_idx = 0;
9222         u64 new_idx = 0;
9223         int ret;
9224         int ret2;
9225         bool root_log_pinned = false;
9226         bool dest_log_pinned = false;
9227         bool need_abort = false;
9228
9229         /*
9230          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
9231          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
9232          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
9233          */
9234         if (root != dest &&
9235             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9236              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9237                 return -EXDEV;
9238
9239         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9240         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9241             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9242                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9243
9244         /*
9245          * We want to reserve the absolute worst case amount of items.  So if
9246          * both inodes are subvols and we need to unlink them then that would
9247          * require 4 item modifications, but if they are both normal inodes it
9248          * would require 5 item modifications, so we'll assume their normal
9249          * inodes.  So 5 * 2 is 10, plus 2 for the new links, so 12 total items
9250          * should cover the worst case number of items we'll modify.
9251          */
9252         trans = btrfs_start_transaction(root, 12);
9253         if (IS_ERR(trans)) {
9254                 ret = PTR_ERR(trans);
9255                 goto out_notrans;
9256         }
9257
9258         if (dest != root) {
9259                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9260                 if (ret)
9261                         goto out_fail;
9262         }
9263
9264         /*
9265          * We need to find a free sequence number both in the source and
9266          * in the destination directory for the exchange.
9267          */
9268         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
9269         if (ret)
9270                 goto out_fail;
9271         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
9272         if (ret)
9273                 goto out_fail;
9274
9275         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9276         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
9277
9278         /* Reference for the source. */
9279         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9280                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9281                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9282         } else {
9283                 btrfs_pin_log_trans(root);
9284                 root_log_pinned = true;
9285                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9286                                              new_dentry->d_name.name,
9287                                              new_dentry->d_name.len,
9288                                              old_ino,
9289                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9290                                              old_idx);
9291                 if (ret)
9292                         goto out_fail;
9293                 need_abort = true;
9294         }
9295
9296         /* And now for the dest. */
9297         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9298                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9299                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9300         } else {
9301                 btrfs_pin_log_trans(dest);
9302                 dest_log_pinned = true;
9303                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root,
9304                                              old_dentry->d_name.name,
9305                                              old_dentry->d_name.len,
9306                                              new_ino,
9307                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
9308                                              new_idx);
9309                 if (ret) {
9310                         if (need_abort)
9311                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9312                         goto out_fail;
9313                 }
9314         }
9315
9316         /* Update inode version and ctime/mtime. */
9317         inode_inc_iversion(old_dir);
9318         inode_inc_iversion(new_dir);
9319         inode_inc_iversion(old_inode);
9320         inode_inc_iversion(new_inode);
9321         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime = ctime;
9322         new_dir->i_ctime = new_dir->i_mtime = ctime;
9323         old_inode->i_ctime = ctime;
9324         new_inode->i_ctime = ctime;
9325
9326         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
9327                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9328                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9329                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
9330                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
9331         }
9332
9333         /* src is a subvolume */
9334         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9335                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9336         } else { /* src is an inode */
9337                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, root, BTRFS_I(old_dir),
9338                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
9339                                            old_dentry->d_name.name,
9340                                            old_dentry->d_name.len);
9341                 if (!ret)
9342                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9343         }
9344         if (ret) {
9345                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9346                 goto out_fail;
9347         }
9348
9349         /* dest is a subvolume */
9350         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9351                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9352         } else { /* dest is an inode */
9353                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_dir),
9354                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
9355                                            new_dentry->d_name.name,
9356                                            new_dentry->d_name.len);
9357                 if (!ret)
9358                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
9359         }
9360         if (ret) {
9361                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9362                 goto out_fail;
9363         }
9364
9365         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9366                              new_dentry->d_name.name,
9367                              new_dentry->d_name.len, 0, old_idx);
9368         if (ret) {
9369                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9370                 goto out_fail;
9371         }
9372
9373         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
9374                              old_dentry->d_name.name,
9375                              old_dentry->d_name.len, 0, new_idx);
9376         if (ret) {
9377                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9378                 goto out_fail;
9379         }
9380
9381         if (old_inode->i_nlink == 1)
9382                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
9383         if (new_inode->i_nlink == 1)
9384                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9385
9386         if (root_log_pinned) {
9387                 btrfs_log_new_name(trans, BTRFS_I(old_inode), BTRFS_I(old_dir),
9388                                    new_dentry->d_parent);
9389                 btrfs_end_log_trans(root);
9390                 root_log_pinned = false;
9391         }
9392         if (dest_log_pinned) {
9393                 btrfs_log_new_name(trans, BTRFS_I(new_inode), BTRFS_I(new_dir),
9394                                    old_dentry->d_parent);
9395                 btrfs_end_log_trans(dest);
9396                 dest_log_pinned = false;
9397         }
9398 out_fail:
9399         /*
9400          * If we have pinned a log and an error happened, we unpin tasks
9401          * trying to sync the log and force them to fallback to a transaction
9402          * commit if the log currently contains any of the inodes involved in
9403          * this rename operation (to ensure we do not persist a log with an
9404          * inconsistent state for any of these inodes or leading to any
9405          * inconsistencies when replayed). If the transaction was aborted, the
9406          * abortion reason is propagated to userspace when attempting to commit
9407          * the transaction. If the log does not contain any of these inodes, we
9408          * allow the tasks to sync it.
9409          */
9410         if (ret && (root_log_pinned || dest_log_pinned)) {
9411                 if (btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(old_dir), fs_info->generation) ||
9412                     btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(new_dir), fs_info->generation) ||
9413                     btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(old_inode), fs_info->generation) ||
9414                     (new_inode &&
9415                      btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(new_inode), fs_info->generation)))
9416                         btrfs_set_log_full_commit(trans);
9417
9418                 if (root_log_pinned) {
9419                         btrfs_end_log_trans(root);
9420                         root_log_pinned = false;
9421                 }
9422                 if (dest_log_pinned) {
9423                         btrfs_end_log_trans(dest);
9424                         dest_log_pinned = false;
9425                 }
9426         }
9427         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9428         ret = ret ? ret : ret2;
9429 out_notrans:
9430         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9431             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9432                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9433
9434         return ret;
9435 }
9436
9437 static int btrfs_whiteout_for_rename(struct btrfs_trans_handle *trans,
9438                                      struct btrfs_root *root,
9439                                      struct inode *dir,
9440                                      struct dentry *dentry)
9441 {
9442         int ret;
9443         struct inode *inode;
9444         u64 objectid;
9445         u64 index;
9446
9447         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
9448         if (ret)
9449                 return ret;
9450
9451         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir,
9452                                 dentry->d_name.name,
9453                                 dentry->d_name.len,
9454                                 btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
9455                                 objectid,
9456                                 S_IFCHR | WHITEOUT_MODE,
9457                                 &index);
9458
9459         if (IS_ERR(inode)) {
9460                 ret = PTR_ERR(inode);
9461                 return ret;
9462         }
9463
9464         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9465         init_special_inode(inode, inode->i_mode,
9466                 WHITEOUT_DEV);
9467
9468         ret = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir,
9469                                 &dentry->d_name);
9470         if (ret)
9471                 goto out;
9472
9473         ret = btrfs_add_nondir(trans, BTRFS_I(dir), dentry,
9474                                 BTRFS_I(inode), 0, index);
9475         if (ret)
9476                 goto out;
9477
9478         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
9479 out:
9480         unlock_new_inode(inode);
9481         if (ret)
9482                 inode_dec_link_count(inode);
9483         iput(inode);
9484
9485         return ret;
9486 }
9487
9488 static int btrfs_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9489                            struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9490                            unsigned int flags)
9491 {
9492         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9493         struct btrfs_trans_handle *trans;
9494         unsigned int trans_num_items;
9495         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9496         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9497         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9498         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9499         u64 index = 0;
9500         int ret;
9501         int ret2;
9502         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9503         bool log_pinned = false;
9504
9505         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9506                 return -EPERM;
9507
9508         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9509         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9510                 return -EXDEV;
9511
9512         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9513             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9514                 return -ENOTEMPTY;
9515
9516         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9517             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9518                 return -ENOTEMPTY;
9519
9520
9521         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9522         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino,
9523                              new_dentry->d_name.name,
9524                              new_dentry->d_name.len);
9525
9526         if (ret) {
9527                 if (ret == -EEXIST) {
9528                         /* we shouldn't get
9529                          * eexist without a new_inode */
9530                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9531                                 return ret;
9532                         }
9533                 } else {
9534                         /* maybe -EOVERFLOW */
9535                         return ret;
9536                 }
9537         }
9538         ret = 0;
9539
9540         /*
9541          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9542          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9543          */
9544         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9545                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9546
9547         /* close the racy window with snapshot create/destroy ioctl */
9548         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9549                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9550         /*
9551          * We want to reserve the absolute worst case amount of items.  So if
9552          * both inodes are subvols and we need to unlink them then that would
9553          * require 4 item modifications, but if they are both normal inodes it
9554          * would require 5 item modifications, so we'll assume they are normal
9555          * inodes.  So 5 * 2 is 10, plus 1 for the new link, so 11 total items
9556          * should cover the worst case number of items we'll modify.
9557          * If our rename has the whiteout flag, we need more 5 units for the
9558          * new inode (1 inode item, 1 inode ref, 2 dir items and 1 xattr item
9559          * when selinux is enabled).
9560          */
9561         trans_num_items = 11;
9562         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9563                 trans_num_items += 5;
9564         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9565         if (IS_ERR(trans)) {
9566                 ret = PTR_ERR(trans);
9567                 goto out_notrans;
9568         }
9569
9570         if (dest != root) {
9571                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9572                 if (ret)
9573                         goto out_fail;
9574         }
9575
9576         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9577         if (ret)
9578                 goto out_fail;
9579
9580         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9581         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9582                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9583                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9584         } else {
9585                 btrfs_pin_log_trans(root);
9586                 log_pinned = true;
9587                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9588                                              new_dentry->d_name.name,
9589                                              new_dentry->d_name.len,
9590                                              old_ino,
9591                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)), index);
9592                 if (ret)
9593                         goto out_fail;
9594         }
9595
9596         inode_inc_iversion(old_dir);
9597         inode_inc_iversion(new_dir);
9598         inode_inc_iversion(old_inode);
9599         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime =
9600         new_dir->i_ctime = new_dir->i_mtime =
9601         old_inode->i_ctime = current_time(old_dir);
9602
9603         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9604                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9605                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9606
9607         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9608                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9609         } else {
9610                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, root, BTRFS_I(old_dir),
9611                                         BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9612                                         old_dentry->d_name.name,
9613                                         old_dentry->d_name.len);
9614                 if (!ret)
9615                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9616         }
9617         if (ret) {
9618                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9619                 goto out_fail;
9620         }
9621
9622         if (new_inode) {
9623                 inode_inc_iversion(new_inode);
9624                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9625                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9626                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9627                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9628                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9629                 } else {
9630                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_dir),
9631                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9632                                                  new_dentry->d_name.name,
9633                                                  new_dentry->d_name.len);
9634                 }
9635                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9636                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9637                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9638                 if (ret) {
9639                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9640                         goto out_fail;
9641                 }
9642         }
9643
9644         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9645                              new_dentry->d_name.name,
9646                              new_dentry->d_name.len, 0, index);
9647         if (ret) {
9648                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9649                 goto out_fail;
9650         }
9651
9652         if (old_inode->i_nlink == 1)
9653                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9654
9655         if (log_pinned) {
9656                 btrfs_log_new_name(trans, BTRFS_I(old_inode), BTRFS_I(old_dir),
9657                                    new_dentry->d_parent);
9658                 btrfs_end_log_trans(root);
9659                 log_pinned = false;
9660         }
9661
9662         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9663                 ret = btrfs_whiteout_for_rename(trans, root, old_dir,
9664                                                 old_dentry);
9665
9666                 if (ret) {
9667                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9668                         goto out_fail;
9669                 }
9670         }
9671 out_fail:
9672         /*
9673          * If we have pinned the log and an error happened, we unpin tasks
9674          * trying to sync the log and force them to fallback to a transaction
9675          * commit if the log currently contains any of the inodes involved in
9676          * this rename operation (to ensure we do not persist a log with an
9677          * inconsistent state for any of these inodes or leading to any
9678          * inconsistencies when replayed). If the transaction was aborted, the
9679          * abortion reason is propagated to userspace when attempting to commit
9680          * the transaction. If the log does not contain any of these inodes, we
9681          * allow the tasks to sync it.
9682          */
9683         if (ret && log_pinned) {
9684                 if (btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(old_dir), fs_info->generation) ||
9685                     btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(new_dir), fs_info->generation) ||
9686                     btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(old_inode), fs_info->generation) ||
9687                     (new_inode &&
9688                      btrfs_inode_in_log(BTRFS_I(new_inode), fs_info->generation)))
9689                         btrfs_set_log_full_commit(trans);
9690
9691                 btrfs_end_log_trans(root);
9692                 log_pinned = false;
9693         }
9694         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9695         ret = ret ? ret : ret2;
9696 out_notrans:
9697         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9698                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9699
9700         return ret;
9701 }
9702
9703 static int btrfs_rename2(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *old_dir,
9704                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9705                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9706 {
9707         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9708                 return -EINVAL;
9709
9710         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9711                 return btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9712                                           new_dentry);
9713
9714         return btrfs_rename(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry, flags);
9715 }
9716
9717 struct btrfs_delalloc_work {
9718         struct inode *inode;
9719         struct completion completion;
9720         struct list_head list;
9721         struct btrfs_work work;
9722 };
9723
9724 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9725 {
9726         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9727         struct inode *inode;
9728
9729         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9730                                      work);
9731         inode = delalloc_work->inode;
9732         filemap_flush(inode->i_mapping);
9733         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9734                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9735                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9736
9737         iput(inode);
9738         complete(&delalloc_work->completion);
9739 }
9740
9741 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9742 {
9743         struct btrfs_delalloc_work *work;
9744
9745         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9746         if (!work)
9747                 return NULL;
9748
9749         init_completion(&work->completion);
9750         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9751         work->inode = inode;
9752         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9753
9754         return work;
9755 }
9756
9757 /*
9758  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9759  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9760  */
9761 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9762                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9763                                  bool in_reclaim_context)
9764 {
9765         struct btrfs_inode *binode;
9766         struct inode *inode;
9767         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9768         struct list_head works;
9769         struct list_head splice;
9770         int ret = 0;
9771         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9772
9773         INIT_LIST_HEAD(&works);
9774         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9775
9776         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9777         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9778         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9779         while (!list_empty(&splice)) {
9780                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9781                                     delalloc_inodes);
9782
9783                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9784                                &root->delalloc_inodes);
9785
9786                 if (in_reclaim_context &&
9787                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9788                         continue;
9789
9790                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9791                 if (!inode) {
9792                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9793                         continue;
9794                 }
9795                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9796
9797                 if (snapshot)
9798                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9799                                 &binode->runtime_flags);
9800                 if (full_flush) {
9801                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9802                         if (!work) {
9803                                 iput(inode);
9804                                 ret = -ENOMEM;
9805                                 goto out;
9806                         }
9807                         list_add_tail(&work->list, &works);
9808                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9809                                          &work->work);
9810                 } else {
9811                         ret = sync_inode(inode, wbc);
9812                         if (!ret &&
9813                             test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9814                                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9815                                 ret = sync_inode(inode, wbc);
9816                         btrfs_add_delayed_iput(inode);
9817                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9818                                 goto out;
9819                 }
9820                 cond_resched();
9821                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9822         }
9823         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9824
9825 out:
9826         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9827                 list_del_init(&work->list);
9828                 wait_for_completion(&work->completion);
9829                 kfree(work);
9830         }
9831
9832         if (!list_empty(&splice)) {
9833                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9834                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9835                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9836         }
9837         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9838         return ret;
9839 }
9840
9841 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9842 {
9843         struct writeback_control wbc = {
9844                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9845                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9846                 .range_start = 0,
9847                 .range_end = LLONG_MAX,
9848         };
9849         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9850
9851         if (test_bit(BTRFS_FS_STATE_ERROR, &fs_info->fs_state))
9852                 return -EROFS;
9853
9854         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9855 }
9856
9857 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9858                                bool in_reclaim_context)
9859 {
9860         struct writeback_control wbc = {
9861                 .nr_to_write = nr,
9862                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9863                 .range_start = 0,
9864                 .range_end = LLONG_MAX,
9865         };
9866         struct btrfs_root *root;
9867         struct list_head splice;
9868         int ret;
9869
9870         if (test_bit(BTRFS_FS_STATE_ERROR, &fs_info->fs_state))
9871                 return -EROFS;
9872
9873         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9874
9875         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9876         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9877         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9878         while (!list_empty(&splice)) {
9879                 /*
9880                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9881                  * flush.
9882                  */
9883                 if (nr == LONG_MAX)
9884                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9885
9886                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9887                                         delalloc_root);
9888                 root = btrfs_grab_root(root);
9889                 BUG_ON(!root);
9890                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9891                                &fs_info->delalloc_roots);
9892                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9893
9894                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9895                 btrfs_put_root(root);
9896                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9897                         goto out;
9898                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9899         }
9900         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9901
9902         ret = 0;
9903 out:
9904         if (!list_empty(&splice)) {
9905                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9906                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9907                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9908         }
9909         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9910         return ret;
9911 }
9912
9913 static int btrfs_symlink(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
9914                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9915 {
9916         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9917         struct btrfs_trans_handle *trans;
9918         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9919         struct btrfs_path *path;
9920         struct btrfs_key key;
9921         struct inode *inode = NULL;
9922         int err;
9923         u64 objectid;
9924         u64 index = 0;
9925         int name_len;
9926         int datasize;
9927         unsigned long ptr;
9928         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9929         struct extent_buffer *leaf;
9930
9931         name_len = strlen(symname);
9932         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9933                 return -ENAMETOOLONG;
9934
9935         /*
9936          * 2 items for inode item and ref
9937          * 2 items for dir items
9938          * 1 item for updating parent inode item
9939          * 1 item for the inline extent item
9940          * 1 item for xattr if selinux is on
9941          */
9942         trans = btrfs_start_transaction(root, 7);
9943         if (IS_ERR(trans))
9944                 return PTR_ERR(trans);
9945
9946         err = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
9947         if (err)
9948                 goto out_unlock;
9949
9950         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir, dentry->d_name.name,
9951                                 dentry->d_name.len, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
9952                                 objectid, S_IFLNK|S_IRWXUGO, &index);
9953         if (IS_ERR(inode)) {
9954                 err = PTR_ERR(inode);
9955                 inode = NULL;
9956                 goto out_unlock;
9957         }
9958
9959         /*
9960         * If the active LSM wants to access the inode during
9961         * d_instantiate it needs these. Smack checks to see
9962         * if the filesystem supports xattrs by looking at the
9963         * ops vector.
9964         */
9965         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9966         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9967         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9968
9969         err = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir, &dentry->d_name);
9970         if (err)
9971                 goto out_unlock;
9972
9973         path = btrfs_alloc_path();
9974         if (!path) {
9975                 err = -ENOMEM;
9976                 goto out_unlock;
9977         }
9978         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9979         key.offset = 0;
9980         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9981         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9982         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9983                                       datasize);
9984         if (err) {
9985                 btrfs_free_path(path);
9986                 goto out_unlock;
9987         }
9988         leaf = path->nodes[0];
9989         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9990                             struct btrfs_file_extent_item);
9991         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9992         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9993                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9994         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9995         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9996         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9997         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9998
9999         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
10000         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
10001         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
10002         btrfs_free_path(path);
10003
10004         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
10005         inode_nohighmem(inode);
10006         inode_set_bytes(inode, name_len);
10007         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
10008         err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
10009         /*
10010          * Last step, add directory indexes for our symlink inode. This is the
10011          * last step to avoid extra cleanup of these indexes if an error happens
10012          * elsewhere above.
10013          */
10014         if (!err)
10015                 err = btrfs_add_nondir(trans, BTRFS_I(dir), dentry,
10016                                 BTRFS_I(inode), 0, index);
10017         if (err)
10018                 goto out_unlock;
10019
10020         d_instantiate_new(dentry, inode);
10021
10022 out_unlock:
10023         btrfs_end_transaction(trans);
10024         if (err && inode) {
10025                 inode_dec_link_count(inode);
10026                 discard_new_inode(inode);
10027         }
10028         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
10029         return err;
10030 }
10031
10032 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
10033                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
10034                                        struct btrfs_inode *inode,
10035                                        struct btrfs_key *ins,
10036                                        u64 file_offset)
10037 {
10038         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
10039         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
10040         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
10041         struct btrfs_path *path;
10042         u64 start = ins->objectid;
10043         u64 len = ins->offset;
10044         int qgroup_released;
10045         int ret;
10046
10047         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
10048
10049         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
10050         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
10051         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
10052         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
10053         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
10054         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
10055         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
10056
10057         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
10058         if (qgroup_released < 0)
10059                 return ERR_PTR(qgroup_released);
10060
10061         if (trans) {
10062                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
10063                                                   file_offset, &stack_fi,
10064                                                   true, qgroup_released);
10065                 if (ret)
10066                         goto free_qgroup;
10067                 return trans;
10068         }
10069
10070         extent_info.disk_offset = start;
10071         extent_info.disk_len = len;
10072         extent_info.data_offset = 0;
10073         extent_info.data_len = len;
10074         extent_info.file_offset = file_offset;
10075         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
10076         extent_info.is_new_extent = true;
10077         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
10078         extent_info.insertions = 0;
10079
10080         path = btrfs_alloc_path();
10081         if (!path) {
10082                 ret = -ENOMEM;
10083                 goto free_qgroup;
10084         }
10085
10086         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
10087                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
10088                                      &trans);
10089         btrfs_free_path(path);
10090         if (ret)
10091                 goto free_qgroup;
10092         return trans;
10093
10094 free_qgroup:
10095         /*
10096          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
10097          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
10098          * transaction.
10099          * But if we error out early, we have to free what we have released
10100          * or we leak qgroup data reservation.
10101          */
10102         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
10103                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
10104                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
10105         return ERR_PTR(ret);
10106 }
10107
10108 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
10109                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10110                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
10111                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
10112 {
10113         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
10114         struct extent_map_tree *em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
10115         struct extent_map *em;
10116         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10117         struct btrfs_key ins;
10118         u64 cur_offset = start;
10119         u64 clear_offset = start;
10120         u64 i_size;
10121         u64 cur_bytes;
10122         u64 last_alloc = (u64)-1;
10123         int ret = 0;
10124         bool own_trans = true;
10125         u64 end = start + num_bytes - 1;
10126
10127         if (trans)
10128                 own_trans = false;
10129         while (num_bytes > 0) {
10130                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
10131                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
10132                 /*
10133                  * If we are severely fragmented we could end up with really
10134                  * small allocations, so if the allocator is returning small
10135                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
10136                  * sized chunks.
10137                  */
10138                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
10139                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
10140                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
10141                 if (ret)
10142                         break;
10143
10144                 /*
10145                  * We've reserved this space, and thus converted it from
10146                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
10147                  * from here on out we will only need to clear our reservation
10148                  * for the remaining unreserved area, so advance our
10149                  * clear_offset by our extent size.
10150                  */
10151                 clear_offset += ins.offset;
10152
10153                 last_alloc = ins.offset;
10154                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
10155                                                     &ins, cur_offset);
10156                 /*
10157                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
10158                  * decrement the number of reservations in the block group.
10159                  * If we did it before, we could race with relocation and have
10160                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
10161                  */
10162                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10163                 if (IS_ERR(trans)) {
10164                         ret = PTR_ERR(trans);
10165                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
10166                                                    ins.offset, 0);
10167                         break;
10168                 }
10169
10170                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
10171                                         cur_offset + ins.offset -1, 0);
10172
10173                 em = alloc_extent_map();
10174                 if (!em) {
10175                         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
10176                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
10177                         goto next;
10178                 }
10179
10180                 em->start = cur_offset;
10181                 em->orig_start = cur_offset;
10182                 em->len = ins.offset;
10183                 em->block_start = ins.objectid;
10184                 em->block_len = ins.offset;
10185                 em->orig_block_len = ins.offset;
10186                 em->ram_bytes = ins.offset;
10187                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
10188                 em->generation = trans->transid;
10189
10190                 while (1) {
10191                         write_lock(&em_tree->lock);
10192                         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
10193                         write_unlock(&em_tree->lock);
10194                         if (ret != -EEXIST)
10195                                 break;
10196                         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
10197                                                 cur_offset + ins.offset - 1,
10198                                                 0);
10199                 }
10200                 free_extent_map(em);
10201 next:
10202                 num_bytes -= ins.offset;
10203                 cur_offset += ins.offset;
10204                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
10205
10206                 inode_inc_iversion(inode);
10207                 inode->i_ctime = current_time(inode);
10208                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
10209                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
10210                     (actual_len > inode->i_size) &&
10211                     (cur_offset > inode->i_size)) {
10212                         if (cur_offset > actual_len)
10213                                 i_size = actual_len;
10214                         else
10215                                 i_size = cur_offset;
10216                         i_size_write(inode, i_size);
10217                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
10218                 }
10219
10220                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
10221
10222                 if (ret) {
10223                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
10224                         if (own_trans)
10225                                 btrfs_end_transaction(trans);
10226                         break;
10227                 }
10228
10229                 if (own_trans) {
10230                         btrfs_end_transaction(trans);
10231                         trans = NULL;
10232                 }
10233         }
10234         if (clear_offset < end)
10235                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
10236                         end - clear_offset + 1);
10237         return ret;
10238 }
10239
10240 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
10241                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10242                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10243 {
10244         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10245                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
10246                                            NULL);
10247 }
10248
10249 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
10250                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
10251                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10252                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10253 {
10254         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10255                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
10256 }
10257
10258 static int btrfs_set_page_dirty(struct page *page)
10259 {
10260         return __set_page_dirty_nobuffers(page);
10261 }
10262
10263 static int btrfs_permission(struct user_namespace *mnt_userns,
10264                             struct inode *inode, int mask)
10265 {
10266         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10267         umode_t mode = inode->i_mode;
10268
10269         if (mask & MAY_WRITE &&
10270             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
10271                 if (btrfs_root_readonly(root))
10272                         return -EROFS;
10273                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
10274                         return -EACCES;
10275         }
10276         return generic_permission(&init_user_ns, inode, mask);
10277 }
10278
10279 static int btrfs_tmpfile(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
10280                          struct dentry *dentry, umode_t mode)
10281 {
10282         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
10283         struct btrfs_trans_handle *trans;
10284         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
10285         struct inode *inode = NULL;
10286         u64 objectid;
10287         u64 index;
10288         int ret = 0;
10289
10290         /*
10291          * 5 units required for adding orphan entry
10292          */
10293         trans = btrfs_start_transaction(root, 5);
10294         if (IS_ERR(trans))
10295                 return PTR_ERR(trans);
10296
10297         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
10298         if (ret)
10299                 goto out;
10300
10301         inode = btrfs_new_inode(trans, root, dir, NULL, 0,
10302                         btrfs_ino(BTRFS_I(dir)), objectid, mode, &index);
10303         if (IS_ERR(inode)) {
10304                 ret = PTR_ERR(inode);
10305                 inode = NULL;
10306                 goto out;
10307         }
10308
10309         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
10310         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
10311
10312         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
10313
10314         ret = btrfs_init_inode_security(trans, inode, dir, NULL);
10315         if (ret)
10316                 goto out;
10317
10318         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
10319         if (ret)
10320                 goto out;
10321         ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
10322         if (ret)
10323                 goto out;
10324
10325         /*
10326          * We set number of links to 0 in btrfs_new_inode(), and here we set
10327          * it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is 0,
10328          * through:
10329          *
10330          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
10331          */
10332         set_nlink(inode, 1);
10333         d_tmpfile(dentry, inode);
10334         unlock_new_inode(inode);
10335         mark_inode_dirty(inode);
10336 out:
10337         btrfs_end_transaction(trans);
10338         if (ret && inode)
10339                 discard_new_inode(inode);
10340         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
10341         return ret;
10342 }
10343
10344 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10345 {
10346         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10347         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
10348         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
10349         struct page *page;
10350         u32 len;
10351
10352         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
10353         len = end + 1 - start;
10354         while (index <= end_index) {
10355                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
10356                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
10357
10358                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
10359                 put_page(page);
10360                 index++;
10361         }
10362 }
10363
10364 #ifdef CONFIG_SWAP
10365 /*
10366  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10367  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10368  * negative errno on failure.
10369  */
10370 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10371                                   bool is_block_group)
10372 {
10373         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10374         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10375         struct rb_node **p;
10376         struct rb_node *parent = NULL;
10377
10378         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10379         if (!sp)
10380                 return -ENOMEM;
10381         sp->ptr = ptr;
10382         sp->inode = inode;
10383         sp->is_block_group = is_block_group;
10384         sp->bg_extent_count = 1;
10385
10386         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10387         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10388         while (*p) {
10389                 parent = *p;
10390                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10391                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10392                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10393                         p = &(*p)->rb_left;
10394                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10395                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10396                         p = &(*p)->rb_right;
10397                 } else {
10398                         if (is_block_group)
10399                                 entry->bg_extent_count++;
10400                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10401                         kfree(sp);
10402                         return 1;
10403                 }
10404         }
10405         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10406         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10407         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10408         return 0;
10409 }
10410
10411 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10412 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10413 {
10414         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10415         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10416         struct rb_node *node, *next;
10417
10418         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10419         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10420         while (node) {
10421                 next = rb_next(node);
10422                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10423                 if (sp->inode == inode) {
10424                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10425                         if (sp->is_block_group) {
10426                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10427                                                            sp->bg_extent_count);
10428                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10429                         }
10430                         kfree(sp);
10431                 }
10432                 node = next;
10433         }
10434         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10435 }
10436
10437 struct btrfs_swap_info {
10438         u64 start;
10439         u64 block_start;
10440         u64 block_len;
10441         u64 lowest_ppage;
10442         u64 highest_ppage;
10443         unsigned long nr_pages;
10444         int nr_extents;
10445 };
10446
10447 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10448                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10449 {
10450         unsigned long nr_pages;
10451         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10452         int ret;
10453
10454         first_ppage = ALIGN(bsi->block_start, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
10455         next_ppage = ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len,
10456                                 PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
10457
10458         if (first_ppage >= next_ppage)
10459                 return 0;
10460         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10461
10462         first_ppage_reported = first_ppage;
10463         if (bsi->start == 0)
10464                 first_ppage_reported++;
10465         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10466                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10467         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10468                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10469
10470         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10471         if (ret < 0)
10472                 return ret;
10473         bsi->nr_extents += ret;
10474         bsi->nr_pages += nr_pages;
10475         return 0;
10476 }
10477
10478 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10479 {
10480         struct inode *inode = file_inode(file);
10481
10482         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10483         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10484 }
10485
10486 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10487                                sector_t *span)
10488 {
10489         struct inode *inode = file_inode(file);
10490         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10491         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10492         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10493         struct extent_state *cached_state = NULL;
10494         struct extent_map *em = NULL;
10495         struct btrfs_device *device = NULL;
10496         struct btrfs_swap_info bsi = {
10497                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10498         };
10499         int ret = 0;
10500         u64 isize;
10501         u64 start;
10502
10503         /*
10504          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10505          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10506          * we don't really care.
10507          */
10508         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10509         if (ret)
10510                 return ret;
10511
10512         /*
10513          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10514          */
10515         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10516                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10517                 return -EINVAL;
10518         }
10519         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10520                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10521                 return -EINVAL;
10522         }
10523         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10524                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10525                 return -EINVAL;
10526         }
10527
10528         /*
10529          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10530          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10531          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10532          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10533          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10534          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10535          * really worth the trouble to allow it.
10536          */
10537         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10538                 btrfs_warn(fs_info,
10539            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10540                 return -EBUSY;
10541         }
10542
10543         /*
10544          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10545          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10546          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10547          * completes before the first write into the swap file after it is
10548          * activated, than that write would fallback to COW.
10549          */
10550         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10551                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10552                 btrfs_warn(fs_info,
10553            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10554                 return -EINVAL;
10555         }
10556         /*
10557          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10558          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10559          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10560          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10561          */
10562         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10563
10564         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10565
10566         lock_extent_bits(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10567         start = 0;
10568         while (start < isize) {
10569                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10570                 struct btrfs_block_group *bg;
10571                 u64 len = isize - start;
10572
10573                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10574                 if (IS_ERR(em)) {
10575                         ret = PTR_ERR(em);
10576                         goto out;
10577                 }
10578
10579                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10580                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10581                         ret = -EINVAL;
10582                         goto out;
10583                 }
10584                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10585                         /*
10586                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10587                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10588                          * big enough to store more than the swap header, but in
10589                          * case something changes in the future, let's catch it
10590                          * here rather than later.
10591                          */
10592                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10593                         ret = -EINVAL;
10594                         goto out;
10595                 }
10596                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10597                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10598                         ret = -EINVAL;
10599                         goto out;
10600                 }
10601
10602                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10603                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10604                 free_extent_map(em);
10605                 em = NULL;
10606
10607                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, true);
10608                 if (ret < 0) {
10609                         goto out;
10610                 } else if (ret) {
10611                         ret = 0;
10612                 } else {
10613                         btrfs_warn(fs_info,
10614                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10615                         ret = -EINVAL;
10616                         goto out;
10617                 }
10618
10619                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10620                 if (IS_ERR(em)) {
10621                         ret = PTR_ERR(em);
10622                         goto out;
10623                 }
10624
10625                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10626                         btrfs_warn(fs_info,
10627                                    "swapfile must have single data profile");
10628                         ret = -EINVAL;
10629                         goto out;
10630                 }
10631
10632                 if (device == NULL) {
10633                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
10634                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10635                         if (ret == 1)
10636                                 ret = 0;
10637                         else if (ret)
10638                                 goto out;
10639                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
10640                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10641                         ret = -EINVAL;
10642                         goto out;
10643                 }
10644
10645                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
10646                                         (logical_block_start - em->start));
10647                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
10648                 free_extent_map(em);
10649                 em = NULL;
10650
10651                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10652                 if (!bg) {
10653                         btrfs_warn(fs_info,
10654                            "could not find block group containing swapfile");
10655                         ret = -EINVAL;
10656                         goto out;
10657                 }
10658
10659                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10660                         btrfs_warn(fs_info,
10661                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10662                            bg->start,
10663                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10664                                        " (scrub running)" : "");
10665                         btrfs_put_block_group(bg);
10666                         ret = -EINVAL;
10667                         goto out;
10668                 }
10669
10670                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10671                 if (ret) {
10672                         btrfs_put_block_group(bg);
10673                         if (ret == 1)
10674                                 ret = 0;
10675                         else
10676                                 goto out;
10677                 }
10678
10679                 if (bsi.block_len &&
10680                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10681                         bsi.block_len += len;
10682                 } else {
10683                         if (bsi.block_len) {
10684                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10685                                 if (ret)
10686                                         goto out;
10687                         }
10688                         bsi.start = start;
10689                         bsi.block_start = physical_block_start;
10690                         bsi.block_len = len;
10691                 }
10692
10693                 start += len;
10694         }
10695
10696         if (bsi.block_len)
10697                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10698
10699 out:
10700         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10701                 free_extent_map(em);
10702
10703         unlock_extent_cached(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10704
10705         if (ret)
10706                 btrfs_swap_deactivate(file);
10707
10708         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10709
10710         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10711
10712         if (ret)
10713                 return ret;
10714
10715         if (device)
10716                 sis->bdev = device->bdev;
10717         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10718         sis->max = bsi.nr_pages;
10719         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10720         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10721         return bsi.nr_extents;
10722 }
10723 #else
10724 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10725 {
10726 }
10727
10728 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10729                                sector_t *span)
10730 {
10731         return -EOPNOTSUPP;
10732 }
10733 #endif
10734
10735 /*
10736  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10737  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10738  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10739  * always get a correct value.
10740  */
10741 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10742                               const u64 add_bytes,
10743                               const u64 del_bytes)
10744 {
10745         if (add_bytes == del_bytes)
10746                 return;
10747
10748         spin_lock(&inode->lock);
10749         if (del_bytes > 0)
10750                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10751         if (add_bytes > 0)
10752                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10753         spin_unlock(&inode->lock);
10754 }
10755
10756 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10757         .getattr        = btrfs_getattr,
10758         .lookup         = btrfs_lookup,
10759         .create         = btrfs_create,
10760         .unlink         = btrfs_unlink,
10761         .link           = btrfs_link,
10762         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10763         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10764         .rename         = btrfs_rename2,
10765         .symlink        = btrfs_symlink,
10766         .setattr        = btrfs_setattr,
10767         .mknod          = btrfs_mknod,
10768         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10769         .permission     = btrfs_permission,
10770         .get_acl        = btrfs_get_acl,
10771         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10772         .update_time    = btrfs_update_time,
10773         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10774         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10775         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10776 };
10777
10778 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10779         .llseek         = generic_file_llseek,
10780         .read           = generic_read_dir,
10781         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10782         .open           = btrfs_opendir,
10783         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10784 #ifdef CONFIG_COMPAT
10785         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10786 #endif
10787         .release        = btrfs_release_file,
10788         .fsync          = btrfs_sync_file,
10789 };
10790
10791 /*
10792  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10793  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10794  * these extents won't change over the life of the file and they
10795  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10796  *
10797  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10798  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10799  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10800  *
10801  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10802  */
10803 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10804         .readpage       = btrfs_readpage,
10805         .writepage      = btrfs_writepage,
10806         .writepages     = btrfs_writepages,
10807         .readahead      = btrfs_readahead,
10808         .direct_IO      = noop_direct_IO,
10809         .invalidatepage = btrfs_invalidatepage,
10810         .releasepage    = btrfs_releasepage,
10811 #ifdef CONFIG_MIGRATION
10812         .migratepage    = btrfs_migratepage,
10813 #endif
10814         .set_page_dirty = btrfs_set_page_dirty,
10815         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
10816         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10817         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10818 };
10819
10820 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10821         .getattr        = btrfs_getattr,
10822         .setattr        = btrfs_setattr,
10823         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10824         .permission     = btrfs_permission,
10825         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10826         .get_acl        = btrfs_get_acl,
10827         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10828         .update_time    = btrfs_update_time,
10829         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10830         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10831 };
10832 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10833         .getattr        = btrfs_getattr,
10834         .setattr        = btrfs_setattr,
10835         .permission     = btrfs_permission,
10836         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10837         .get_acl        = btrfs_get_acl,
10838         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10839         .update_time    = btrfs_update_time,
10840 };
10841 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10842         .get_link       = page_get_link,
10843         .getattr        = btrfs_getattr,
10844         .setattr        = btrfs_setattr,
10845         .permission     = btrfs_permission,
10846         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10847         .update_time    = btrfs_update_time,
10848 };
10849
10850 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
10851         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
10852 };