Merge branches 'pm-cpuidle', 'pm-core' and 'pm-sleep'
[linux-block.git] / fs / btrfs / extent_io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/slab.h>
5 #include <linux/bio.h>
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/pagemap.h>
8 #include <linux/page-flags.h>
9 #include <linux/sched/mm.h>
10 #include <linux/spinlock.h>
11 #include <linux/blkdev.h>
12 #include <linux/swap.h>
13 #include <linux/writeback.h>
14 #include <linux/pagevec.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/fsverity.h>
17 #include "misc.h"
18 #include "extent_io.h"
19 #include "extent-io-tree.h"
20 #include "extent_map.h"
21 #include "ctree.h"
22 #include "btrfs_inode.h"
23 #include "bio.h"
24 #include "check-integrity.h"
25 #include "locking.h"
26 #include "rcu-string.h"
27 #include "backref.h"
28 #include "disk-io.h"
29 #include "subpage.h"
30 #include "zoned.h"
31 #include "block-group.h"
32 #include "compression.h"
33 #include "fs.h"
34 #include "accessors.h"
35 #include "file-item.h"
36 #include "file.h"
37 #include "dev-replace.h"
38 #include "super.h"
39
40 static struct kmem_cache *extent_buffer_cache;
41
42 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
43 static inline void btrfs_leak_debug_add_eb(struct extent_buffer *eb)
44 {
45         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
46         unsigned long flags;
47
48         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
49         list_add(&eb->leak_list, &fs_info->allocated_ebs);
50         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
51 }
52
53 static inline void btrfs_leak_debug_del_eb(struct extent_buffer *eb)
54 {
55         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
56         unsigned long flags;
57
58         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
59         list_del(&eb->leak_list);
60         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
61 }
62
63 void btrfs_extent_buffer_leak_debug_check(struct btrfs_fs_info *fs_info)
64 {
65         struct extent_buffer *eb;
66         unsigned long flags;
67
68         /*
69          * If we didn't get into open_ctree our allocated_ebs will not be
70          * initialized, so just skip this.
71          */
72         if (!fs_info->allocated_ebs.next)
73                 return;
74
75         WARN_ON(!list_empty(&fs_info->allocated_ebs));
76         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
77         while (!list_empty(&fs_info->allocated_ebs)) {
78                 eb = list_first_entry(&fs_info->allocated_ebs,
79                                       struct extent_buffer, leak_list);
80                 pr_err(
81         "BTRFS: buffer leak start %llu len %lu refs %d bflags %lu owner %llu\n",
82                        eb->start, eb->len, atomic_read(&eb->refs), eb->bflags,
83                        btrfs_header_owner(eb));
84                 list_del(&eb->leak_list);
85                 kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
86         }
87         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
88 }
89 #else
90 #define btrfs_leak_debug_add_eb(eb)                     do {} while (0)
91 #define btrfs_leak_debug_del_eb(eb)                     do {} while (0)
92 #endif
93
94 /*
95  * Structure to record info about the bio being assembled, and other info like
96  * how many bytes are there before stripe/ordered extent boundary.
97  */
98 struct btrfs_bio_ctrl {
99         struct bio *bio;
100         int mirror_num;
101         enum btrfs_compression_type compress_type;
102         u32 len_to_stripe_boundary;
103         u32 len_to_oe_boundary;
104         btrfs_bio_end_io_t end_io_func;
105
106         /*
107          * This is for metadata read, to provide the extra needed verification
108          * info.  This has to be provided for submit_one_bio(), as
109          * submit_one_bio() can submit a bio if it ends at stripe boundary.  If
110          * no such parent_check is provided, the metadata can hit false alert at
111          * endio time.
112          */
113         struct btrfs_tree_parent_check *parent_check;
114
115         /*
116          * Tell writepage not to lock the state bits for this range, it still
117          * does the unlocking.
118          */
119         bool extent_locked;
120
121         /* Tell the submit_bio code to use REQ_SYNC */
122         bool sync_io;
123 };
124
125 static void submit_one_bio(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
126 {
127         struct bio *bio;
128         struct bio_vec *bv;
129         struct btrfs_inode *inode;
130         int mirror_num;
131
132         if (!bio_ctrl->bio)
133                 return;
134
135         bio = bio_ctrl->bio;
136         bv = bio_first_bvec_all(bio);
137         inode = BTRFS_I(bv->bv_page->mapping->host);
138         mirror_num = bio_ctrl->mirror_num;
139
140         /* Caller should ensure the bio has at least some range added */
141         ASSERT(bio->bi_iter.bi_size);
142
143         btrfs_bio(bio)->file_offset = page_offset(bv->bv_page) + bv->bv_offset;
144
145         if (!is_data_inode(&inode->vfs_inode)) {
146                 if (btrfs_op(bio) != BTRFS_MAP_WRITE) {
147                         /*
148                          * For metadata read, we should have the parent_check,
149                          * and copy it to bbio for metadata verification.
150                          */
151                         ASSERT(bio_ctrl->parent_check);
152                         memcpy(&btrfs_bio(bio)->parent_check,
153                                bio_ctrl->parent_check,
154                                sizeof(struct btrfs_tree_parent_check));
155                 }
156                 btrfs_submit_metadata_bio(inode, bio, mirror_num);
157         } else if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
158                 btrfs_submit_data_write_bio(inode, bio, mirror_num);
159         } else {
160                 btrfs_submit_data_read_bio(inode, bio, mirror_num,
161                                            bio_ctrl->compress_type);
162         }
163
164         /* The bio is owned by the end_io handler now */
165         bio_ctrl->bio = NULL;
166 }
167
168 /*
169  * Submit or fail the current bio in the bio_ctrl structure.
170  */
171 static void submit_write_bio(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl, int ret)
172 {
173         struct bio *bio = bio_ctrl->bio;
174
175         if (!bio)
176                 return;
177
178         if (ret) {
179                 ASSERT(ret < 0);
180                 btrfs_bio_end_io(btrfs_bio(bio), errno_to_blk_status(ret));
181                 /* The bio is owned by the end_io handler now */
182                 bio_ctrl->bio = NULL;
183         } else {
184                 submit_one_bio(bio_ctrl);
185         }
186 }
187
188 int __init extent_buffer_init_cachep(void)
189 {
190         extent_buffer_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_buffer",
191                         sizeof(struct extent_buffer), 0,
192                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
193         if (!extent_buffer_cache)
194                 return -ENOMEM;
195
196         return 0;
197 }
198
199 void __cold extent_buffer_free_cachep(void)
200 {
201         /*
202          * Make sure all delayed rcu free are flushed before we
203          * destroy caches.
204          */
205         rcu_barrier();
206         kmem_cache_destroy(extent_buffer_cache);
207 }
208
209 void extent_range_clear_dirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
210 {
211         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
212         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
213         struct page *page;
214
215         while (index <= end_index) {
216                 page = find_get_page(inode->i_mapping, index);
217                 BUG_ON(!page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
218                 clear_page_dirty_for_io(page);
219                 put_page(page);
220                 index++;
221         }
222 }
223
224 void extent_range_redirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
225 {
226         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
227         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
228         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
229         struct folio *folio;
230
231         while (index <= end_index) {
232                 folio = filemap_get_folio(mapping, index);
233                 filemap_dirty_folio(mapping, folio);
234                 folio_account_redirty(folio);
235                 index += folio_nr_pages(folio);
236                 folio_put(folio);
237         }
238 }
239
240 /*
241  * Process one page for __process_pages_contig().
242  *
243  * Return >0 if we hit @page == @locked_page.
244  * Return 0 if we updated the page status.
245  * Return -EGAIN if the we need to try again.
246  * (For PAGE_LOCK case but got dirty page or page not belong to mapping)
247  */
248 static int process_one_page(struct btrfs_fs_info *fs_info,
249                             struct address_space *mapping,
250                             struct page *page, struct page *locked_page,
251                             unsigned long page_ops, u64 start, u64 end)
252 {
253         u32 len;
254
255         ASSERT(end + 1 - start != 0 && end + 1 - start < U32_MAX);
256         len = end + 1 - start;
257
258         if (page_ops & PAGE_SET_ORDERED)
259                 btrfs_page_clamp_set_ordered(fs_info, page, start, len);
260         if (page_ops & PAGE_SET_ERROR)
261                 btrfs_page_clamp_set_error(fs_info, page, start, len);
262         if (page_ops & PAGE_START_WRITEBACK) {
263                 btrfs_page_clamp_clear_dirty(fs_info, page, start, len);
264                 btrfs_page_clamp_set_writeback(fs_info, page, start, len);
265         }
266         if (page_ops & PAGE_END_WRITEBACK)
267                 btrfs_page_clamp_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
268
269         if (page == locked_page)
270                 return 1;
271
272         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
273                 int ret;
274
275                 ret = btrfs_page_start_writer_lock(fs_info, page, start, len);
276                 if (ret)
277                         return ret;
278                 if (!PageDirty(page) || page->mapping != mapping) {
279                         btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
280                         return -EAGAIN;
281                 }
282         }
283         if (page_ops & PAGE_UNLOCK)
284                 btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
285         return 0;
286 }
287
288 static int __process_pages_contig(struct address_space *mapping,
289                                   struct page *locked_page,
290                                   u64 start, u64 end, unsigned long page_ops,
291                                   u64 *processed_end)
292 {
293         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(mapping->host->i_sb);
294         pgoff_t start_index = start >> PAGE_SHIFT;
295         pgoff_t end_index = end >> PAGE_SHIFT;
296         pgoff_t index = start_index;
297         unsigned long pages_processed = 0;
298         struct folio_batch fbatch;
299         int err = 0;
300         int i;
301
302         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
303                 ASSERT(page_ops == PAGE_LOCK);
304                 ASSERT(processed_end && *processed_end == start);
305         }
306
307         if ((page_ops & PAGE_SET_ERROR) && start_index <= end_index)
308                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
309
310         folio_batch_init(&fbatch);
311         while (index <= end_index) {
312                 int found_folios;
313
314                 found_folios = filemap_get_folios_contig(mapping, &index,
315                                 end_index, &fbatch);
316
317                 if (found_folios == 0) {
318                         /*
319                          * Only if we're going to lock these pages, we can find
320                          * nothing at @index.
321                          */
322                         ASSERT(page_ops & PAGE_LOCK);
323                         err = -EAGAIN;
324                         goto out;
325                 }
326
327                 for (i = 0; i < found_folios; i++) {
328                         int process_ret;
329                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
330                         process_ret = process_one_page(fs_info, mapping,
331                                         &folio->page, locked_page, page_ops,
332                                         start, end);
333                         if (process_ret < 0) {
334                                 err = -EAGAIN;
335                                 folio_batch_release(&fbatch);
336                                 goto out;
337                         }
338                         pages_processed += folio_nr_pages(folio);
339                 }
340                 folio_batch_release(&fbatch);
341                 cond_resched();
342         }
343 out:
344         if (err && processed_end) {
345                 /*
346                  * Update @processed_end. I know this is awful since it has
347                  * two different return value patterns (inclusive vs exclusive).
348                  *
349                  * But the exclusive pattern is necessary if @start is 0, or we
350                  * underflow and check against processed_end won't work as
351                  * expected.
352                  */
353                 if (pages_processed)
354                         *processed_end = min(end,
355                         ((u64)(start_index + pages_processed) << PAGE_SHIFT) - 1);
356                 else
357                         *processed_end = start;
358         }
359         return err;
360 }
361
362 static noinline void __unlock_for_delalloc(struct inode *inode,
363                                            struct page *locked_page,
364                                            u64 start, u64 end)
365 {
366         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
367         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
368
369         ASSERT(locked_page);
370         if (index == locked_page->index && end_index == index)
371                 return;
372
373         __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, start, end,
374                                PAGE_UNLOCK, NULL);
375 }
376
377 static noinline int lock_delalloc_pages(struct inode *inode,
378                                         struct page *locked_page,
379                                         u64 delalloc_start,
380                                         u64 delalloc_end)
381 {
382         unsigned long index = delalloc_start >> PAGE_SHIFT;
383         unsigned long end_index = delalloc_end >> PAGE_SHIFT;
384         u64 processed_end = delalloc_start;
385         int ret;
386
387         ASSERT(locked_page);
388         if (index == locked_page->index && index == end_index)
389                 return 0;
390
391         ret = __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, delalloc_start,
392                                      delalloc_end, PAGE_LOCK, &processed_end);
393         if (ret == -EAGAIN && processed_end > delalloc_start)
394                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page, delalloc_start,
395                                       processed_end);
396         return ret;
397 }
398
399 /*
400  * Find and lock a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, no
401  * more than @max_bytes.
402  *
403  * @start:      The original start bytenr to search.
404  *              Will store the extent range start bytenr.
405  * @end:        The original end bytenr of the search range
406  *              Will store the extent range end bytenr.
407  *
408  * Return true if we find a delalloc range which starts inside the original
409  * range, and @start/@end will store the delalloc range start/end.
410  *
411  * Return false if we can't find any delalloc range which starts inside the
412  * original range, and @start/@end will be the non-delalloc range start/end.
413  */
414 EXPORT_FOR_TESTS
415 noinline_for_stack bool find_lock_delalloc_range(struct inode *inode,
416                                     struct page *locked_page, u64 *start,
417                                     u64 *end)
418 {
419         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
420         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
421         const u64 orig_start = *start;
422         const u64 orig_end = *end;
423         /* The sanity tests may not set a valid fs_info. */
424         u64 max_bytes = fs_info ? fs_info->max_extent_size : BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE;
425         u64 delalloc_start;
426         u64 delalloc_end;
427         bool found;
428         struct extent_state *cached_state = NULL;
429         int ret;
430         int loops = 0;
431
432         /* Caller should pass a valid @end to indicate the search range end */
433         ASSERT(orig_end > orig_start);
434
435         /* The range should at least cover part of the page */
436         ASSERT(!(orig_start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE ||
437                  orig_end <= page_offset(locked_page)));
438 again:
439         /* step one, find a bunch of delalloc bytes starting at start */
440         delalloc_start = *start;
441         delalloc_end = 0;
442         found = btrfs_find_delalloc_range(tree, &delalloc_start, &delalloc_end,
443                                           max_bytes, &cached_state);
444         if (!found || delalloc_end <= *start || delalloc_start > orig_end) {
445                 *start = delalloc_start;
446
447                 /* @delalloc_end can be -1, never go beyond @orig_end */
448                 *end = min(delalloc_end, orig_end);
449                 free_extent_state(cached_state);
450                 return false;
451         }
452
453         /*
454          * start comes from the offset of locked_page.  We have to lock
455          * pages in order, so we can't process delalloc bytes before
456          * locked_page
457          */
458         if (delalloc_start < *start)
459                 delalloc_start = *start;
460
461         /*
462          * make sure to limit the number of pages we try to lock down
463          */
464         if (delalloc_end + 1 - delalloc_start > max_bytes)
465                 delalloc_end = delalloc_start + max_bytes - 1;
466
467         /* step two, lock all the pages after the page that has start */
468         ret = lock_delalloc_pages(inode, locked_page,
469                                   delalloc_start, delalloc_end);
470         ASSERT(!ret || ret == -EAGAIN);
471         if (ret == -EAGAIN) {
472                 /* some of the pages are gone, lets avoid looping by
473                  * shortening the size of the delalloc range we're searching
474                  */
475                 free_extent_state(cached_state);
476                 cached_state = NULL;
477                 if (!loops) {
478                         max_bytes = PAGE_SIZE;
479                         loops = 1;
480                         goto again;
481                 } else {
482                         found = false;
483                         goto out_failed;
484                 }
485         }
486
487         /* step three, lock the state bits for the whole range */
488         lock_extent(tree, delalloc_start, delalloc_end, &cached_state);
489
490         /* then test to make sure it is all still delalloc */
491         ret = test_range_bit(tree, delalloc_start, delalloc_end,
492                              EXTENT_DELALLOC, 1, cached_state);
493         if (!ret) {
494                 unlock_extent(tree, delalloc_start, delalloc_end,
495                               &cached_state);
496                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page,
497                               delalloc_start, delalloc_end);
498                 cond_resched();
499                 goto again;
500         }
501         free_extent_state(cached_state);
502         *start = delalloc_start;
503         *end = delalloc_end;
504 out_failed:
505         return found;
506 }
507
508 void extent_clear_unlock_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
509                                   struct page *locked_page,
510                                   u32 clear_bits, unsigned long page_ops)
511 {
512         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits, NULL);
513
514         __process_pages_contig(inode->vfs_inode.i_mapping, locked_page,
515                                start, end, page_ops, NULL);
516 }
517
518 static int insert_failrec(struct btrfs_inode *inode,
519                           struct io_failure_record *failrec)
520 {
521         struct rb_node *exist;
522
523         spin_lock(&inode->io_failure_lock);
524         exist = rb_simple_insert(&inode->io_failure_tree, failrec->bytenr,
525                                  &failrec->rb_node);
526         spin_unlock(&inode->io_failure_lock);
527
528         return (exist == NULL) ? 0 : -EEXIST;
529 }
530
531 static struct io_failure_record *get_failrec(struct btrfs_inode *inode, u64 start)
532 {
533         struct rb_node *node;
534         struct io_failure_record *failrec = ERR_PTR(-ENOENT);
535
536         spin_lock(&inode->io_failure_lock);
537         node = rb_simple_search(&inode->io_failure_tree, start);
538         if (node)
539                 failrec = rb_entry(node, struct io_failure_record, rb_node);
540         spin_unlock(&inode->io_failure_lock);
541         return failrec;
542 }
543
544 static void free_io_failure(struct btrfs_inode *inode,
545                             struct io_failure_record *rec)
546 {
547         spin_lock(&inode->io_failure_lock);
548         rb_erase(&rec->rb_node, &inode->io_failure_tree);
549         spin_unlock(&inode->io_failure_lock);
550
551         kfree(rec);
552 }
553
554 static int next_mirror(const struct io_failure_record *failrec, int cur_mirror)
555 {
556         if (cur_mirror == failrec->num_copies)
557                 return cur_mirror + 1 - failrec->num_copies;
558         return cur_mirror + 1;
559 }
560
561 static int prev_mirror(const struct io_failure_record *failrec, int cur_mirror)
562 {
563         if (cur_mirror == 1)
564                 return failrec->num_copies;
565         return cur_mirror - 1;
566 }
567
568 /*
569  * each time an IO finishes, we do a fast check in the IO failure tree
570  * to see if we need to process or clean up an io_failure_record
571  */
572 int btrfs_clean_io_failure(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
573                            struct page *page, unsigned int pg_offset)
574 {
575         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
576         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
577         u64 ino = btrfs_ino(inode);
578         u64 locked_start, locked_end;
579         struct io_failure_record *failrec;
580         int mirror;
581         int ret;
582
583         failrec = get_failrec(inode, start);
584         if (IS_ERR(failrec))
585                 return 0;
586
587         BUG_ON(!failrec->this_mirror);
588
589         if (sb_rdonly(fs_info->sb))
590                 goto out;
591
592         ret = find_first_extent_bit(io_tree, failrec->bytenr, &locked_start,
593                                     &locked_end, EXTENT_LOCKED, NULL);
594         if (ret || locked_start > failrec->bytenr ||
595             locked_end < failrec->bytenr + failrec->len - 1)
596                 goto out;
597
598         mirror = failrec->this_mirror;
599         do {
600                 mirror = prev_mirror(failrec, mirror);
601                 btrfs_repair_io_failure(fs_info, ino, start, failrec->len,
602                                   failrec->logical, page, pg_offset, mirror);
603         } while (mirror != failrec->failed_mirror);
604
605 out:
606         free_io_failure(inode, failrec);
607         return 0;
608 }
609
610 /*
611  * Can be called when
612  * - hold extent lock
613  * - under ordered extent
614  * - the inode is freeing
615  */
616 void btrfs_free_io_failure_record(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
617 {
618         struct io_failure_record *failrec;
619         struct rb_node *node, *next;
620
621         if (RB_EMPTY_ROOT(&inode->io_failure_tree))
622                 return;
623
624         spin_lock(&inode->io_failure_lock);
625         node = rb_simple_search_first(&inode->io_failure_tree, start);
626         while (node) {
627                 failrec = rb_entry(node, struct io_failure_record, rb_node);
628                 if (failrec->bytenr > end)
629                         break;
630
631                 next = rb_next(node);
632                 rb_erase(&failrec->rb_node, &inode->io_failure_tree);
633                 kfree(failrec);
634
635                 node = next;
636         }
637         spin_unlock(&inode->io_failure_lock);
638 }
639
640 static struct io_failure_record *btrfs_get_io_failure_record(struct inode *inode,
641                                                              struct btrfs_bio *bbio,
642                                                              unsigned int bio_offset)
643 {
644         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
645         u64 start = bbio->file_offset + bio_offset;
646         struct io_failure_record *failrec;
647         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
648         int ret;
649
650         failrec = get_failrec(BTRFS_I(inode), start);
651         if (!IS_ERR(failrec)) {
652                 btrfs_debug(fs_info,
653         "Get IO Failure Record: (found) logical=%llu, start=%llu, len=%llu",
654                         failrec->logical, failrec->bytenr, failrec->len);
655                 /*
656                  * when data can be on disk more than twice, add to failrec here
657                  * (e.g. with a list for failed_mirror) to make
658                  * clean_io_failure() clean all those errors at once.
659                  */
660                 ASSERT(failrec->this_mirror == bbio->mirror_num);
661                 ASSERT(failrec->len == fs_info->sectorsize);
662                 return failrec;
663         }
664
665         failrec = kzalloc(sizeof(*failrec), GFP_NOFS);
666         if (!failrec)
667                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
668
669         RB_CLEAR_NODE(&failrec->rb_node);
670         failrec->bytenr = start;
671         failrec->len = sectorsize;
672         failrec->failed_mirror = bbio->mirror_num;
673         failrec->this_mirror = bbio->mirror_num;
674         failrec->logical = (bbio->iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) + bio_offset;
675
676         btrfs_debug(fs_info,
677                     "new io failure record logical %llu start %llu",
678                     failrec->logical, start);
679
680         failrec->num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, failrec->logical, sectorsize);
681         if (failrec->num_copies == 1) {
682                 /*
683                  * We only have a single copy of the data, so don't bother with
684                  * all the retry and error correction code that follows. No
685                  * matter what the error is, it is very likely to persist.
686                  */
687                 btrfs_debug(fs_info,
688                         "cannot repair logical %llu num_copies %d",
689                         failrec->logical, failrec->num_copies);
690                 kfree(failrec);
691                 return ERR_PTR(-EIO);
692         }
693
694         /* Set the bits in the private failure tree */
695         ret = insert_failrec(BTRFS_I(inode), failrec);
696         if (ret) {
697                 kfree(failrec);
698                 return ERR_PTR(ret);
699         }
700
701         return failrec;
702 }
703
704 int btrfs_repair_one_sector(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_bio *failed_bbio,
705                             u32 bio_offset, struct page *page, unsigned int pgoff,
706                             bool submit_buffered)
707 {
708         u64 start = failed_bbio->file_offset + bio_offset;
709         struct io_failure_record *failrec;
710         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
711         struct bio *failed_bio = &failed_bbio->bio;
712         const int icsum = bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits;
713         struct bio *repair_bio;
714         struct btrfs_bio *repair_bbio;
715
716         btrfs_debug(fs_info,
717                    "repair read error: read error at %llu", start);
718
719         BUG_ON(bio_op(failed_bio) == REQ_OP_WRITE);
720
721         failrec = btrfs_get_io_failure_record(&inode->vfs_inode, failed_bbio, bio_offset);
722         if (IS_ERR(failrec))
723                 return PTR_ERR(failrec);
724
725         /*
726          * There are two premises:
727          * a) deliver good data to the caller
728          * b) correct the bad sectors on disk
729          *
730          * Since we're only doing repair for one sector, we only need to get
731          * a good copy of the failed sector and if we succeed, we have setup
732          * everything for btrfs_repair_io_failure to do the rest for us.
733          */
734         failrec->this_mirror = next_mirror(failrec, failrec->this_mirror);
735         if (failrec->this_mirror == failrec->failed_mirror) {
736                 btrfs_debug(fs_info,
737                         "failed to repair num_copies %d this_mirror %d failed_mirror %d",
738                         failrec->num_copies, failrec->this_mirror, failrec->failed_mirror);
739                 free_io_failure(inode, failrec);
740                 return -EIO;
741         }
742
743         repair_bio = btrfs_bio_alloc(1, REQ_OP_READ, failed_bbio->end_io,
744                                      failed_bbio->private);
745         repair_bbio = btrfs_bio(repair_bio);
746         repair_bbio->file_offset = start;
747         repair_bio->bi_iter.bi_sector = failrec->logical >> 9;
748
749         if (failed_bbio->csum) {
750                 const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
751
752                 repair_bbio->csum = repair_bbio->csum_inline;
753                 memcpy(repair_bbio->csum,
754                        failed_bbio->csum + csum_size * icsum, csum_size);
755         }
756
757         bio_add_page(repair_bio, page, failrec->len, pgoff);
758         repair_bbio->iter = repair_bio->bi_iter;
759
760         btrfs_debug(fs_info,
761                     "repair read error: submitting new read to mirror %d",
762                     failrec->this_mirror);
763
764         /*
765          * At this point we have a bio, so any errors from bio submission will
766          * be handled by the endio on the repair_bio, so we can't return an
767          * error here.
768          */
769         if (submit_buffered)
770                 btrfs_submit_data_read_bio(inode, repair_bio,
771                                            failrec->this_mirror, 0);
772         else
773                 btrfs_submit_dio_repair_bio(inode, repair_bio, failrec->this_mirror);
774
775         return BLK_STS_OK;
776 }
777
778 static void end_page_read(struct page *page, bool uptodate, u64 start, u32 len)
779 {
780         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
781
782         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
783                start + len <= page_offset(page) + PAGE_SIZE);
784
785         if (uptodate) {
786                 if (fsverity_active(page->mapping->host) &&
787                     !PageError(page) &&
788                     !PageUptodate(page) &&
789                     start < i_size_read(page->mapping->host) &&
790                     !fsverity_verify_page(page)) {
791                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
792                 } else {
793                         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
794                 }
795         } else {
796                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
797                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
798         }
799
800         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
801                 unlock_page(page);
802         else
803                 btrfs_subpage_end_reader(fs_info, page, start, len);
804 }
805
806 static void end_sector_io(struct page *page, u64 offset, bool uptodate)
807 {
808         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
809         const u32 sectorsize = inode->root->fs_info->sectorsize;
810
811         end_page_read(page, uptodate, offset, sectorsize);
812         unlock_extent(&inode->io_tree, offset, offset + sectorsize - 1, NULL);
813 }
814
815 static void submit_data_read_repair(struct inode *inode,
816                                     struct btrfs_bio *failed_bbio,
817                                     u32 bio_offset, const struct bio_vec *bvec,
818                                     unsigned int error_bitmap)
819 {
820         const unsigned int pgoff = bvec->bv_offset;
821         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
822         struct page *page = bvec->bv_page;
823         const u64 start = page_offset(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset;
824         const u64 end = start + bvec->bv_len - 1;
825         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
826         const int nr_bits = (end + 1 - start) >> fs_info->sectorsize_bits;
827         int i;
828
829         BUG_ON(bio_op(&failed_bbio->bio) == REQ_OP_WRITE);
830
831         /* This repair is only for data */
832         ASSERT(is_data_inode(inode));
833
834         /* We're here because we had some read errors or csum mismatch */
835         ASSERT(error_bitmap);
836
837         /*
838          * We only get called on buffered IO, thus page must be mapped and bio
839          * must not be cloned.
840          */
841         ASSERT(page->mapping && !bio_flagged(&failed_bbio->bio, BIO_CLONED));
842
843         /* Iterate through all the sectors in the range */
844         for (i = 0; i < nr_bits; i++) {
845                 const unsigned int offset = i * sectorsize;
846                 bool uptodate = false;
847                 int ret;
848
849                 if (!(error_bitmap & (1U << i))) {
850                         /*
851                          * This sector has no error, just end the page read
852                          * and unlock the range.
853                          */
854                         uptodate = true;
855                         goto next;
856                 }
857
858                 ret = btrfs_repair_one_sector(BTRFS_I(inode), failed_bbio,
859                                 bio_offset + offset, page, pgoff + offset,
860                                 true);
861                 if (!ret) {
862                         /*
863                          * We have submitted the read repair, the page release
864                          * will be handled by the endio function of the
865                          * submitted repair bio.
866                          * Thus we don't need to do any thing here.
867                          */
868                         continue;
869                 }
870                 /*
871                  * Continue on failed repair, otherwise the remaining sectors
872                  * will not be properly unlocked.
873                  */
874 next:
875                 end_sector_io(page, start + offset, uptodate);
876         }
877 }
878
879 /* lots and lots of room for performance fixes in the end_bio funcs */
880
881 void end_extent_writepage(struct page *page, int err, u64 start, u64 end)
882 {
883         struct btrfs_inode *inode;
884         const bool uptodate = (err == 0);
885         int ret = 0;
886
887         ASSERT(page && page->mapping);
888         inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
889         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, start, end, uptodate);
890
891         if (!uptodate) {
892                 const struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
893                 u32 len;
894
895                 ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
896                 len = end + 1 - start;
897
898                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
899                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
900                 ret = err < 0 ? err : -EIO;
901                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
902         }
903 }
904
905 /*
906  * after a writepage IO is done, we need to:
907  * clear the uptodate bits on error
908  * clear the writeback bits in the extent tree for this IO
909  * end_page_writeback if the page has no more pending IO
910  *
911  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
912  * to have one and only one object corresponding to this IO.
913  */
914 static void end_bio_extent_writepage(struct btrfs_bio *bbio)
915 {
916         struct bio *bio = &bbio->bio;
917         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
918         struct bio_vec *bvec;
919         u64 start;
920         u64 end;
921         struct bvec_iter_all iter_all;
922         bool first_bvec = true;
923
924         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
925         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
926                 struct page *page = bvec->bv_page;
927                 struct inode *inode = page->mapping->host;
928                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
929                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
930
931                 /* Our read/write should always be sector aligned. */
932                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
933                         btrfs_err(fs_info,
934                 "partial page write in btrfs with offset %u and length %u",
935                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
936                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_len, sectorsize))
937                         btrfs_info(fs_info,
938                 "incomplete page write with offset %u and length %u",
939                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
940
941                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
942                 end = start + bvec->bv_len - 1;
943
944                 if (first_bvec) {
945                         btrfs_record_physical_zoned(inode, start, bio);
946                         first_bvec = false;
947                 }
948
949                 end_extent_writepage(page, error, start, end);
950
951                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, bvec->bv_len);
952         }
953
954         bio_put(bio);
955 }
956
957 /*
958  * Record previously processed extent range
959  *
960  * For endio_readpage_release_extent() to handle a full extent range, reducing
961  * the extent io operations.
962  */
963 struct processed_extent {
964         struct btrfs_inode *inode;
965         /* Start of the range in @inode */
966         u64 start;
967         /* End of the range in @inode */
968         u64 end;
969         bool uptodate;
970 };
971
972 /*
973  * Try to release processed extent range
974  *
975  * May not release the extent range right now if the current range is
976  * contiguous to processed extent.
977  *
978  * Will release processed extent when any of @inode, @uptodate, the range is
979  * no longer contiguous to the processed range.
980  *
981  * Passing @inode == NULL will force processed extent to be released.
982  */
983 static void endio_readpage_release_extent(struct processed_extent *processed,
984                               struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
985                               bool uptodate)
986 {
987         struct extent_state *cached = NULL;
988         struct extent_io_tree *tree;
989
990         /* The first extent, initialize @processed */
991         if (!processed->inode)
992                 goto update;
993
994         /*
995          * Contiguous to processed extent, just uptodate the end.
996          *
997          * Several things to notice:
998          *
999          * - bio can be merged as long as on-disk bytenr is contiguous
1000          *   This means we can have page belonging to other inodes, thus need to
1001          *   check if the inode still matches.
1002          * - bvec can contain range beyond current page for multi-page bvec
1003          *   Thus we need to do processed->end + 1 >= start check
1004          */
1005         if (processed->inode == inode && processed->uptodate == uptodate &&
1006             processed->end + 1 >= start && end >= processed->end) {
1007                 processed->end = end;
1008                 return;
1009         }
1010
1011         tree = &processed->inode->io_tree;
1012         /*
1013          * Now we don't have range contiguous to the processed range, release
1014          * the processed range now.
1015          */
1016         unlock_extent(tree, processed->start, processed->end, &cached);
1017
1018 update:
1019         /* Update processed to current range */
1020         processed->inode = inode;
1021         processed->start = start;
1022         processed->end = end;
1023         processed->uptodate = uptodate;
1024 }
1025
1026 static void begin_page_read(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
1027 {
1028         ASSERT(PageLocked(page));
1029         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
1030                 return;
1031
1032         ASSERT(PagePrivate(page));
1033         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Find extent buffer for a givne bytenr.
1038  *
1039  * This is for end_bio_extent_readpage(), thus we can't do any unsafe locking
1040  * in endio context.
1041  */
1042 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_readpage(
1043                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
1044 {
1045         struct extent_buffer *eb;
1046
1047         /*
1048          * For regular sectorsize, we can use page->private to grab extent
1049          * buffer
1050          */
1051         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
1052                 ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
1053                 return (struct extent_buffer *)page->private;
1054         }
1055
1056         /* For subpage case, we need to lookup buffer radix tree */
1057         rcu_read_lock();
1058         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
1059                                bytenr >> fs_info->sectorsize_bits);
1060         rcu_read_unlock();
1061         ASSERT(eb);
1062         return eb;
1063 }
1064
1065 /*
1066  * after a readpage IO is done, we need to:
1067  * clear the uptodate bits on error
1068  * set the uptodate bits if things worked
1069  * set the page up to date if all extents in the tree are uptodate
1070  * clear the lock bit in the extent tree
1071  * unlock the page if there are no other extents locked for it
1072  *
1073  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
1074  * to have one and only one object corresponding to this IO.
1075  */
1076 static void end_bio_extent_readpage(struct btrfs_bio *bbio)
1077 {
1078         struct bio *bio = &bbio->bio;
1079         struct bio_vec *bvec;
1080         struct processed_extent processed = { 0 };
1081         /*
1082          * The offset to the beginning of a bio, since one bio can never be
1083          * larger than UINT_MAX, u32 here is enough.
1084          */
1085         u32 bio_offset = 0;
1086         int mirror;
1087         struct bvec_iter_all iter_all;
1088
1089         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
1090         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1091                 bool uptodate = !bio->bi_status;
1092                 struct page *page = bvec->bv_page;
1093                 struct inode *inode = page->mapping->host;
1094                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
1095                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
1096                 unsigned int error_bitmap = (unsigned int)-1;
1097                 bool repair = false;
1098                 u64 start;
1099                 u64 end;
1100                 u32 len;
1101
1102                 btrfs_debug(fs_info,
1103                         "end_bio_extent_readpage: bi_sector=%llu, err=%d, mirror=%u",
1104                         bio->bi_iter.bi_sector, bio->bi_status,
1105                         bbio->mirror_num);
1106
1107                 /*
1108                  * We always issue full-sector reads, but if some block in a
1109                  * page fails to read, blk_update_request() will advance
1110                  * bv_offset and adjust bv_len to compensate.  Print a warning
1111                  * for unaligned offsets, and an error if they don't add up to
1112                  * a full sector.
1113                  */
1114                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
1115                         btrfs_err(fs_info,
1116                 "partial page read in btrfs with offset %u and length %u",
1117                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
1118                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset + bvec->bv_len,
1119                                      sectorsize))
1120                         btrfs_info(fs_info,
1121                 "incomplete page read with offset %u and length %u",
1122                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
1123
1124                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
1125                 end = start + bvec->bv_len - 1;
1126                 len = bvec->bv_len;
1127
1128                 mirror = bbio->mirror_num;
1129                 if (likely(uptodate)) {
1130                         if (is_data_inode(inode)) {
1131                                 error_bitmap = btrfs_verify_data_csum(bbio,
1132                                                 bio_offset, page, start, end);
1133                                 if (error_bitmap)
1134                                         uptodate = false;
1135                         } else {
1136                                 if (btrfs_validate_metadata_buffer(bbio,
1137                                                 page, start, end, mirror))
1138                                         uptodate = false;
1139                         }
1140                 }
1141
1142                 if (likely(uptodate)) {
1143                         loff_t i_size = i_size_read(inode);
1144                         pgoff_t end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
1145
1146                         btrfs_clean_io_failure(BTRFS_I(inode), start, page, 0);
1147
1148                         /*
1149                          * Zero out the remaining part if this range straddles
1150                          * i_size.
1151                          *
1152                          * Here we should only zero the range inside the bvec,
1153                          * not touch anything else.
1154                          *
1155                          * NOTE: i_size is exclusive while end is inclusive.
1156                          */
1157                         if (page->index == end_index && i_size <= end) {
1158                                 u32 zero_start = max(offset_in_page(i_size),
1159                                                      offset_in_page(start));
1160
1161                                 zero_user_segment(page, zero_start,
1162                                                   offset_in_page(end) + 1);
1163                         }
1164                 } else if (is_data_inode(inode)) {
1165                         /*
1166                          * Only try to repair bios that actually made it to a
1167                          * device.  If the bio failed to be submitted mirror
1168                          * is 0 and we need to fail it without retrying.
1169                          *
1170                          * This also includes the high level bios for compressed
1171                          * extents - these never make it to a device and repair
1172                          * is already handled on the lower compressed bio.
1173                          */
1174                         if (mirror > 0)
1175                                 repair = true;
1176                 } else {
1177                         struct extent_buffer *eb;
1178
1179                         eb = find_extent_buffer_readpage(fs_info, page, start);
1180                         set_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
1181                         eb->read_mirror = mirror;
1182                         atomic_dec(&eb->io_pages);
1183                 }
1184
1185                 if (repair) {
1186                         /*
1187                          * submit_data_read_repair() will handle all the good
1188                          * and bad sectors, we just continue to the next bvec.
1189                          */
1190                         submit_data_read_repair(inode, bbio, bio_offset, bvec,
1191                                                 error_bitmap);
1192                 } else {
1193                         /* Update page status and unlock */
1194                         end_page_read(page, uptodate, start, len);
1195                         endio_readpage_release_extent(&processed, BTRFS_I(inode),
1196                                         start, end, PageUptodate(page));
1197                 }
1198
1199                 ASSERT(bio_offset + len > bio_offset);
1200                 bio_offset += len;
1201
1202         }
1203         /* Release the last extent */
1204         endio_readpage_release_extent(&processed, NULL, 0, 0, false);
1205         btrfs_bio_free_csum(bbio);
1206         bio_put(bio);
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Populate every free slot in a provided array with pages.
1211  *
1212  * @nr_pages:   number of pages to allocate
1213  * @page_array: the array to fill with pages; any existing non-null entries in
1214  *              the array will be skipped
1215  *
1216  * Return: 0        if all pages were able to be allocated;
1217  *         -ENOMEM  otherwise, and the caller is responsible for freeing all
1218  *                  non-null page pointers in the array.
1219  */
1220 int btrfs_alloc_page_array(unsigned int nr_pages, struct page **page_array)
1221 {
1222         unsigned int allocated;
1223
1224         for (allocated = 0; allocated < nr_pages;) {
1225                 unsigned int last = allocated;
1226
1227                 allocated = alloc_pages_bulk_array(GFP_NOFS, nr_pages, page_array);
1228
1229                 if (allocated == nr_pages)
1230                         return 0;
1231
1232                 /*
1233                  * During this iteration, no page could be allocated, even
1234                  * though alloc_pages_bulk_array() falls back to alloc_page()
1235                  * if  it could not bulk-allocate. So we must be out of memory.
1236                  */
1237                 if (allocated == last)
1238                         return -ENOMEM;
1239
1240                 memalloc_retry_wait(GFP_NOFS);
1241         }
1242         return 0;
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Attempt to add a page to bio.
1247  *
1248  * @bio_ctrl:       record both the bio, and its bio_flags
1249  * @page:           page to add to the bio
1250  * @disk_bytenr:    offset of the new bio or to check whether we are adding
1251  *                  a contiguous page to the previous one
1252  * @size:           portion of page that we want to write
1253  * @pg_offset:      starting offset in the page
1254  * @compress_type:  compression type of the current bio to see if we can merge them
1255  *
1256  * Attempt to add a page to bio considering stripe alignment etc.
1257  *
1258  * Return >= 0 for the number of bytes added to the bio.
1259  * Can return 0 if the current bio is already at stripe/zone boundary.
1260  * Return <0 for error.
1261  */
1262 static int btrfs_bio_add_page(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1263                               struct page *page,
1264                               u64 disk_bytenr, unsigned int size,
1265                               unsigned int pg_offset,
1266                               enum btrfs_compression_type compress_type)
1267 {
1268         struct bio *bio = bio_ctrl->bio;
1269         u32 bio_size = bio->bi_iter.bi_size;
1270         u32 real_size;
1271         const sector_t sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
1272         bool contig = false;
1273         int ret;
1274
1275         ASSERT(bio);
1276         /* The limit should be calculated when bio_ctrl->bio is allocated */
1277         ASSERT(bio_ctrl->len_to_oe_boundary && bio_ctrl->len_to_stripe_boundary);
1278         if (bio_ctrl->compress_type != compress_type)
1279                 return 0;
1280
1281
1282         if (bio->bi_iter.bi_size == 0) {
1283                 /* We can always add a page into an empty bio. */
1284                 contig = true;
1285         } else if (bio_ctrl->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1286                 struct bio_vec *bvec = bio_last_bvec_all(bio);
1287
1288                 /*
1289                  * The contig check requires the following conditions to be met:
1290                  * 1) The pages are belonging to the same inode
1291                  *    This is implied by the call chain.
1292                  *
1293                  * 2) The range has adjacent logical bytenr
1294                  *
1295                  * 3) The range has adjacent file offset
1296                  *    This is required for the usage of btrfs_bio->file_offset.
1297                  */
1298                 if (bio_end_sector(bio) == sector &&
1299                     page_offset(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset +
1300                     bvec->bv_len == page_offset(page) + pg_offset)
1301                         contig = true;
1302         } else {
1303                 /*
1304                  * For compression, all IO should have its logical bytenr
1305                  * set to the starting bytenr of the compressed extent.
1306                  */
1307                 contig = bio->bi_iter.bi_sector == sector;
1308         }
1309
1310         if (!contig)
1311                 return 0;
1312
1313         real_size = min(bio_ctrl->len_to_oe_boundary,
1314                         bio_ctrl->len_to_stripe_boundary) - bio_size;
1315         real_size = min(real_size, size);
1316
1317         /*
1318          * If real_size is 0, never call bio_add_*_page(), as even size is 0,
1319          * bio will still execute its endio function on the page!
1320          */
1321         if (real_size == 0)
1322                 return 0;
1323
1324         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND)
1325                 ret = bio_add_zone_append_page(bio, page, real_size, pg_offset);
1326         else
1327                 ret = bio_add_page(bio, page, real_size, pg_offset);
1328
1329         return ret;
1330 }
1331
1332 static int calc_bio_boundaries(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1333                                struct btrfs_inode *inode, u64 file_offset)
1334 {
1335         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1336         struct btrfs_io_geometry geom;
1337         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1338         struct extent_map *em;
1339         u64 logical = (bio_ctrl->bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT);
1340         int ret;
1341
1342         /*
1343          * Pages for compressed extent are never submitted to disk directly,
1344          * thus it has no real boundary, just set them to U32_MAX.
1345          *
1346          * The split happens for real compressed bio, which happens in
1347          * btrfs_submit_compressed_read/write().
1348          */
1349         if (bio_ctrl->compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1350                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
1351                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = U32_MAX;
1352                 return 0;
1353         }
1354         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
1355         if (IS_ERR(em))
1356                 return PTR_ERR(em);
1357         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(bio_ctrl->bio),
1358                                     logical, &geom);
1359         free_extent_map(em);
1360         if (ret < 0) {
1361                 return ret;
1362         }
1363         if (geom.len > U32_MAX)
1364                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = U32_MAX;
1365         else
1366                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = (u32)geom.len;
1367
1368         if (bio_op(bio_ctrl->bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND) {
1369                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
1370                 return 0;
1371         }
1372
1373         /* Ordered extent not yet created, so we're good */
1374         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
1375         if (!ordered) {
1376                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
1377                 return 0;
1378         }
1379
1380         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = min_t(u32, U32_MAX,
1381                 ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes - logical);
1382         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1383         return 0;
1384 }
1385
1386 static int alloc_new_bio(struct btrfs_inode *inode,
1387                          struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1388                          struct writeback_control *wbc,
1389                          blk_opf_t opf,
1390                          u64 disk_bytenr, u32 offset, u64 file_offset,
1391                          enum btrfs_compression_type compress_type)
1392 {
1393         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1394         struct bio *bio;
1395         int ret;
1396
1397         ASSERT(bio_ctrl->end_io_func);
1398
1399         bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, opf, bio_ctrl->end_io_func, NULL);
1400         /*
1401          * For compressed page range, its disk_bytenr is always @disk_bytenr
1402          * passed in, no matter if we have added any range into previous bio.
1403          */
1404         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
1405                 bio->bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
1406         else
1407                 bio->bi_iter.bi_sector = (disk_bytenr + offset) >> SECTOR_SHIFT;
1408         bio_ctrl->bio = bio;
1409         bio_ctrl->compress_type = compress_type;
1410         ret = calc_bio_boundaries(bio_ctrl, inode, file_offset);
1411         if (ret < 0)
1412                 goto error;
1413
1414         if (wbc) {
1415                 /*
1416                  * For Zone append we need the correct block_device that we are
1417                  * going to write to set in the bio to be able to respect the
1418                  * hardware limitation.  Look it up here:
1419                  */
1420                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
1421                         struct btrfs_device *dev;
1422
1423                         dev = btrfs_zoned_get_device(fs_info, disk_bytenr,
1424                                                      fs_info->sectorsize);
1425                         if (IS_ERR(dev)) {
1426                                 ret = PTR_ERR(dev);
1427                                 goto error;
1428                         }
1429
1430                         bio_set_dev(bio, dev->bdev);
1431                 } else {
1432                         /*
1433                          * Otherwise pick the last added device to support
1434                          * cgroup writeback.  For multi-device file systems this
1435                          * means blk-cgroup policies have to always be set on the
1436                          * last added/replaced device.  This is a bit odd but has
1437                          * been like that for a long time.
1438                          */
1439                         bio_set_dev(bio, fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev);
1440                 }
1441                 wbc_init_bio(wbc, bio);
1442         } else {
1443                 ASSERT(bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND);
1444         }
1445         return 0;
1446 error:
1447         bio_ctrl->bio = NULL;
1448         btrfs_bio_end_io(btrfs_bio(bio), errno_to_blk_status(ret));
1449         return ret;
1450 }
1451
1452 /*
1453  * @opf:        bio REQ_OP_* and REQ_* flags as one value
1454  * @wbc:        optional writeback control for io accounting
1455  * @disk_bytenr: logical bytenr where the write will be
1456  * @page:       page to add to the bio
1457  * @size:       portion of page that we want to write to
1458  * @pg_offset:  offset of the new bio or to check whether we are adding
1459  *              a contiguous page to the previous one
1460  * @compress_type:   compress type for current bio
1461  *
1462  * The will either add the page into the existing @bio_ctrl->bio, or allocate a
1463  * new one in @bio_ctrl->bio.
1464  * The mirror number for this IO should already be initizlied in
1465  * @bio_ctrl->mirror_num.
1466  */
1467 static int submit_extent_page(blk_opf_t opf,
1468                               struct writeback_control *wbc,
1469                               struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1470                               u64 disk_bytenr, struct page *page,
1471                               size_t size, unsigned long pg_offset,
1472                               enum btrfs_compression_type compress_type,
1473                               bool force_bio_submit)
1474 {
1475         int ret = 0;
1476         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
1477         unsigned int cur = pg_offset;
1478
1479         ASSERT(bio_ctrl);
1480
1481         ASSERT(pg_offset < PAGE_SIZE && size <= PAGE_SIZE &&
1482                pg_offset + size <= PAGE_SIZE);
1483
1484         ASSERT(bio_ctrl->end_io_func);
1485
1486         if (force_bio_submit)
1487                 submit_one_bio(bio_ctrl);
1488
1489         while (cur < pg_offset + size) {
1490                 u32 offset = cur - pg_offset;
1491                 int added;
1492
1493                 /* Allocate new bio if needed */
1494                 if (!bio_ctrl->bio) {
1495                         ret = alloc_new_bio(inode, bio_ctrl, wbc, opf,
1496                                             disk_bytenr, offset,
1497                                             page_offset(page) + cur,
1498                                             compress_type);
1499                         if (ret < 0)
1500                                 return ret;
1501                 }
1502                 /*
1503                  * We must go through btrfs_bio_add_page() to ensure each
1504                  * page range won't cross various boundaries.
1505                  */
1506                 if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
1507                         added = btrfs_bio_add_page(bio_ctrl, page, disk_bytenr,
1508                                         size - offset, pg_offset + offset,
1509                                         compress_type);
1510                 else
1511                         added = btrfs_bio_add_page(bio_ctrl, page,
1512                                         disk_bytenr + offset, size - offset,
1513                                         pg_offset + offset, compress_type);
1514
1515                 /* Metadata page range should never be split */
1516                 if (!is_data_inode(&inode->vfs_inode))
1517                         ASSERT(added == 0 || added == size - offset);
1518
1519                 /* At least we added some page, update the account */
1520                 if (wbc && added)
1521                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, added);
1522
1523                 /* We have reached boundary, submit right now */
1524                 if (added < size - offset) {
1525                         /* The bio should contain some page(s) */
1526                         ASSERT(bio_ctrl->bio->bi_iter.bi_size);
1527                         submit_one_bio(bio_ctrl);
1528                 }
1529                 cur += added;
1530         }
1531         return 0;
1532 }
1533
1534 static int attach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb,
1535                                      struct page *page,
1536                                      struct btrfs_subpage *prealloc)
1537 {
1538         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1539         int ret = 0;
1540
1541         /*
1542          * If the page is mapped to btree inode, we should hold the private
1543          * lock to prevent race.
1544          * For cloned or dummy extent buffers, their pages are not mapped and
1545          * will not race with any other ebs.
1546          */
1547         if (page->mapping)
1548                 lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
1549
1550         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
1551                 if (!PagePrivate(page))
1552                         attach_page_private(page, eb);
1553                 else
1554                         WARN_ON(page->private != (unsigned long)eb);
1555                 return 0;
1556         }
1557
1558         /* Already mapped, just free prealloc */
1559         if (PagePrivate(page)) {
1560                 btrfs_free_subpage(prealloc);
1561                 return 0;
1562         }
1563
1564         if (prealloc)
1565                 /* Has preallocated memory for subpage */
1566                 attach_page_private(page, prealloc);
1567         else
1568                 /* Do new allocation to attach subpage */
1569                 ret = btrfs_attach_subpage(fs_info, page,
1570                                            BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
1571         return ret;
1572 }
1573
1574 int set_page_extent_mapped(struct page *page)
1575 {
1576         struct btrfs_fs_info *fs_info;
1577
1578         ASSERT(page->mapping);
1579
1580         if (PagePrivate(page))
1581                 return 0;
1582
1583         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
1584
1585         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
1586                 return btrfs_attach_subpage(fs_info, page, BTRFS_SUBPAGE_DATA);
1587
1588         attach_page_private(page, (void *)EXTENT_PAGE_PRIVATE);
1589         return 0;
1590 }
1591
1592 void clear_page_extent_mapped(struct page *page)
1593 {
1594         struct btrfs_fs_info *fs_info;
1595
1596         ASSERT(page->mapping);
1597
1598         if (!PagePrivate(page))
1599                 return;
1600
1601         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
1602         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
1603                 return btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
1604
1605         detach_page_private(page);
1606 }
1607
1608 static struct extent_map *
1609 __get_extent_map(struct inode *inode, struct page *page, size_t pg_offset,
1610                  u64 start, u64 len, struct extent_map **em_cached)
1611 {
1612         struct extent_map *em;
1613
1614         if (em_cached && *em_cached) {
1615                 em = *em_cached;
1616                 if (extent_map_in_tree(em) && start >= em->start &&
1617                     start < extent_map_end(em)) {
1618                         refcount_inc(&em->refs);
1619                         return em;
1620                 }
1621
1622                 free_extent_map(em);
1623                 *em_cached = NULL;
1624         }
1625
1626         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), page, pg_offset, start, len);
1627         if (em_cached && !IS_ERR(em)) {
1628                 BUG_ON(*em_cached);
1629                 refcount_inc(&em->refs);
1630                 *em_cached = em;
1631         }
1632         return em;
1633 }
1634 /*
1635  * basic readpage implementation.  Locked extent state structs are inserted
1636  * into the tree that are removed when the IO is done (by the end_io
1637  * handlers)
1638  * XXX JDM: This needs looking at to ensure proper page locking
1639  * return 0 on success, otherwise return error
1640  */
1641 static int btrfs_do_readpage(struct page *page, struct extent_map **em_cached,
1642                       struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1643                       blk_opf_t read_flags, u64 *prev_em_start)
1644 {
1645         struct inode *inode = page->mapping->host;
1646         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
1647         u64 start = page_offset(page);
1648         const u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
1649         u64 cur = start;
1650         u64 extent_offset;
1651         u64 last_byte = i_size_read(inode);
1652         u64 block_start;
1653         struct extent_map *em;
1654         int ret = 0;
1655         size_t pg_offset = 0;
1656         size_t iosize;
1657         size_t blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
1658         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
1659
1660         ret = set_page_extent_mapped(page);
1661         if (ret < 0) {
1662                 unlock_extent(tree, start, end, NULL);
1663                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, PAGE_SIZE);
1664                 unlock_page(page);
1665                 goto out;
1666         }
1667
1668         if (page->index == last_byte >> PAGE_SHIFT) {
1669                 size_t zero_offset = offset_in_page(last_byte);
1670
1671                 if (zero_offset) {
1672                         iosize = PAGE_SIZE - zero_offset;
1673                         memzero_page(page, zero_offset, iosize);
1674                 }
1675         }
1676         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_readpage;
1677         begin_page_read(fs_info, page);
1678         while (cur <= end) {
1679                 unsigned long this_bio_flag = 0;
1680                 bool force_bio_submit = false;
1681                 u64 disk_bytenr;
1682
1683                 ASSERT(IS_ALIGNED(cur, fs_info->sectorsize));
1684                 if (cur >= last_byte) {
1685                         iosize = PAGE_SIZE - pg_offset;
1686                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
1687                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1688                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1689                         break;
1690                 }
1691                 em = __get_extent_map(inode, page, pg_offset, cur,
1692                                       end - cur + 1, em_cached);
1693                 if (IS_ERR(em)) {
1694                         unlock_extent(tree, cur, end, NULL);
1695                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
1696                         ret = PTR_ERR(em);
1697                         break;
1698                 }
1699                 extent_offset = cur - em->start;
1700                 BUG_ON(extent_map_end(em) <= cur);
1701                 BUG_ON(end < cur);
1702
1703                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
1704                         this_bio_flag = em->compress_type;
1705
1706                 iosize = min(extent_map_end(em) - cur, end - cur + 1);
1707                 iosize = ALIGN(iosize, blocksize);
1708                 if (this_bio_flag != BTRFS_COMPRESS_NONE)
1709                         disk_bytenr = em->block_start;
1710                 else
1711                         disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
1712                 block_start = em->block_start;
1713                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
1714                         block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
1715
1716                 /*
1717                  * If we have a file range that points to a compressed extent
1718                  * and it's followed by a consecutive file range that points
1719                  * to the same compressed extent (possibly with a different
1720                  * offset and/or length, so it either points to the whole extent
1721                  * or only part of it), we must make sure we do not submit a
1722                  * single bio to populate the pages for the 2 ranges because
1723                  * this makes the compressed extent read zero out the pages
1724                  * belonging to the 2nd range. Imagine the following scenario:
1725                  *
1726                  *  File layout
1727                  *  [0 - 8K]                     [8K - 24K]
1728                  *    |                               |
1729                  *    |                               |
1730                  * points to extent X,         points to extent X,
1731                  * offset 4K, length of 8K     offset 0, length 16K
1732                  *
1733                  * [extent X, compressed length = 4K uncompressed length = 16K]
1734                  *
1735                  * If the bio to read the compressed extent covers both ranges,
1736                  * it will decompress extent X into the pages belonging to the
1737                  * first range and then it will stop, zeroing out the remaining
1738                  * pages that belong to the other range that points to extent X.
1739                  * So here we make sure we submit 2 bios, one for the first
1740                  * range and another one for the third range. Both will target
1741                  * the same physical extent from disk, but we can't currently
1742                  * make the compressed bio endio callback populate the pages
1743                  * for both ranges because each compressed bio is tightly
1744                  * coupled with a single extent map, and each range can have
1745                  * an extent map with a different offset value relative to the
1746                  * uncompressed data of our extent and different lengths. This
1747                  * is a corner case so we prioritize correctness over
1748                  * non-optimal behavior (submitting 2 bios for the same extent).
1749                  */
1750                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) &&
1751                     prev_em_start && *prev_em_start != (u64)-1 &&
1752                     *prev_em_start != em->start)
1753                         force_bio_submit = true;
1754
1755                 if (prev_em_start)
1756                         *prev_em_start = em->start;
1757
1758                 free_extent_map(em);
1759                 em = NULL;
1760
1761                 /* we've found a hole, just zero and go on */
1762                 if (block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
1763                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
1764
1765                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1766                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1767                         cur = cur + iosize;
1768                         pg_offset += iosize;
1769                         continue;
1770                 }
1771                 /* the get_extent function already copied into the page */
1772                 if (block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
1773                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1774                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1775                         cur = cur + iosize;
1776                         pg_offset += iosize;
1777                         continue;
1778                 }
1779
1780                 ret = submit_extent_page(REQ_OP_READ | read_flags, NULL,
1781                                          bio_ctrl, disk_bytenr, page, iosize,
1782                                          pg_offset, this_bio_flag,
1783                                          force_bio_submit);
1784                 if (ret) {
1785                         /*
1786                          * We have to unlock the remaining range, or the page
1787                          * will never be unlocked.
1788                          */
1789                         unlock_extent(tree, cur, end, NULL);
1790                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
1791                         goto out;
1792                 }
1793                 cur = cur + iosize;
1794                 pg_offset += iosize;
1795         }
1796 out:
1797         return ret;
1798 }
1799
1800 int btrfs_read_folio(struct file *file, struct folio *folio)
1801 {
1802         struct page *page = &folio->page;
1803         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
1804         u64 start = page_offset(page);
1805         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
1806         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
1807         int ret;
1808
1809         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
1810
1811         ret = btrfs_do_readpage(page, NULL, &bio_ctrl, 0, NULL);
1812         /*
1813          * If btrfs_do_readpage() failed we will want to submit the assembled
1814          * bio to do the cleanup.
1815          */
1816         submit_one_bio(&bio_ctrl);
1817         return ret;
1818 }
1819
1820 static inline void contiguous_readpages(struct page *pages[], int nr_pages,
1821                                         u64 start, u64 end,
1822                                         struct extent_map **em_cached,
1823                                         struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1824                                         u64 *prev_em_start)
1825 {
1826         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(pages[0]->mapping->host);
1827         int index;
1828
1829         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
1830
1831         for (index = 0; index < nr_pages; index++) {
1832                 btrfs_do_readpage(pages[index], em_cached, bio_ctrl,
1833                                   REQ_RAHEAD, prev_em_start);
1834                 put_page(pages[index]);
1835         }
1836 }
1837
1838 /*
1839  * helper for __extent_writepage, doing all of the delayed allocation setup.
1840  *
1841  * This returns 1 if btrfs_run_delalloc_range function did all the work required
1842  * to write the page (copy into inline extent).  In this case the IO has
1843  * been started and the page is already unlocked.
1844  *
1845  * This returns 0 if all went well (page still locked)
1846  * This returns < 0 if there were errors (page still locked)
1847  */
1848 static noinline_for_stack int writepage_delalloc(struct btrfs_inode *inode,
1849                 struct page *page, struct writeback_control *wbc)
1850 {
1851         const u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
1852         u64 delalloc_start = page_offset(page);
1853         u64 delalloc_to_write = 0;
1854         /* How many pages are started by btrfs_run_delalloc_range() */
1855         unsigned long nr_written = 0;
1856         int ret;
1857         int page_started = 0;
1858
1859         while (delalloc_start < page_end) {
1860                 u64 delalloc_end = page_end;
1861                 bool found;
1862
1863                 found = find_lock_delalloc_range(&inode->vfs_inode, page,
1864                                                &delalloc_start,
1865                                                &delalloc_end);
1866                 if (!found) {
1867                         delalloc_start = delalloc_end + 1;
1868                         continue;
1869                 }
1870                 ret = btrfs_run_delalloc_range(inode, page, delalloc_start,
1871                                 delalloc_end, &page_started, &nr_written, wbc);
1872                 if (ret) {
1873                         btrfs_page_set_error(inode->root->fs_info, page,
1874                                              page_offset(page), PAGE_SIZE);
1875                         return ret;
1876                 }
1877                 /*
1878                  * delalloc_end is already one less than the total length, so
1879                  * we don't subtract one from PAGE_SIZE
1880                  */
1881                 delalloc_to_write += (delalloc_end - delalloc_start +
1882                                       PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1883                 delalloc_start = delalloc_end + 1;
1884         }
1885         if (wbc->nr_to_write < delalloc_to_write) {
1886                 int thresh = 8192;
1887
1888                 if (delalloc_to_write < thresh * 2)
1889                         thresh = delalloc_to_write;
1890                 wbc->nr_to_write = min_t(u64, delalloc_to_write,
1891                                          thresh);
1892         }
1893
1894         /* Did btrfs_run_dealloc_range() already unlock and start the IO? */
1895         if (page_started) {
1896                 /*
1897                  * We've unlocked the page, so we can't update the mapping's
1898                  * writeback index, just update nr_to_write.
1899                  */
1900                 wbc->nr_to_write -= nr_written;
1901                 return 1;
1902         }
1903
1904         return 0;
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Find the first byte we need to write.
1909  *
1910  * For subpage, one page can contain several sectors, and
1911  * __extent_writepage_io() will just grab all extent maps in the page
1912  * range and try to submit all non-inline/non-compressed extents.
1913  *
1914  * This is a big problem for subpage, we shouldn't re-submit already written
1915  * data at all.
1916  * This function will lookup subpage dirty bit to find which range we really
1917  * need to submit.
1918  *
1919  * Return the next dirty range in [@start, @end).
1920  * If no dirty range is found, @start will be page_offset(page) + PAGE_SIZE.
1921  */
1922 static void find_next_dirty_byte(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1923                                  struct page *page, u64 *start, u64 *end)
1924 {
1925         struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
1926         struct btrfs_subpage_info *spi = fs_info->subpage_info;
1927         u64 orig_start = *start;
1928         /* Declare as unsigned long so we can use bitmap ops */
1929         unsigned long flags;
1930         int range_start_bit;
1931         int range_end_bit;
1932
1933         /*
1934          * For regular sector size == page size case, since one page only
1935          * contains one sector, we return the page offset directly.
1936          */
1937         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page)) {
1938                 *start = page_offset(page);
1939                 *end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
1940                 return;
1941         }
1942
1943         range_start_bit = spi->dirty_offset +
1944                           (offset_in_page(orig_start) >> fs_info->sectorsize_bits);
1945
1946         /* We should have the page locked, but just in case */
1947         spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
1948         bitmap_next_set_region(subpage->bitmaps, &range_start_bit, &range_end_bit,
1949                                spi->dirty_offset + spi->bitmap_nr_bits);
1950         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1951
1952         range_start_bit -= spi->dirty_offset;
1953         range_end_bit -= spi->dirty_offset;
1954
1955         *start = page_offset(page) + range_start_bit * fs_info->sectorsize;
1956         *end = page_offset(page) + range_end_bit * fs_info->sectorsize;
1957 }
1958
1959 /*
1960  * helper for __extent_writepage.  This calls the writepage start hooks,
1961  * and does the loop to map the page into extents and bios.
1962  *
1963  * We return 1 if the IO is started and the page is unlocked,
1964  * 0 if all went well (page still locked)
1965  * < 0 if there were errors (page still locked)
1966  */
1967 static noinline_for_stack int __extent_writepage_io(struct btrfs_inode *inode,
1968                                  struct page *page,
1969                                  struct writeback_control *wbc,
1970                                  struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1971                                  loff_t i_size,
1972                                  int *nr_ret)
1973 {
1974         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1975         u64 cur = page_offset(page);
1976         u64 end = cur + PAGE_SIZE - 1;
1977         u64 extent_offset;
1978         u64 block_start;
1979         struct extent_map *em;
1980         int saved_ret = 0;
1981         int ret = 0;
1982         int nr = 0;
1983         enum req_op op = REQ_OP_WRITE;
1984         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1985         bool has_error = false;
1986         bool compressed;
1987
1988         ret = btrfs_writepage_cow_fixup(page);
1989         if (ret) {
1990                 /* Fixup worker will requeue */
1991                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1992                 unlock_page(page);
1993                 return 1;
1994         }
1995
1996         /*
1997          * we don't want to touch the inode after unlocking the page,
1998          * so we update the mapping writeback index now
1999          */
2000         wbc->nr_to_write--;
2001
2002         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_writepage;
2003         while (cur <= end) {
2004                 u64 disk_bytenr;
2005                 u64 em_end;
2006                 u64 dirty_range_start = cur;
2007                 u64 dirty_range_end;
2008                 u32 iosize;
2009
2010                 if (cur >= i_size) {
2011                         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, cur,
2012                                                              end, true);
2013                         /*
2014                          * This range is beyond i_size, thus we don't need to
2015                          * bother writing back.
2016                          * But we still need to clear the dirty subpage bit, or
2017                          * the next time the page gets dirtied, we will try to
2018                          * writeback the sectors with subpage dirty bits,
2019                          * causing writeback without ordered extent.
2020                          */
2021                         btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, end + 1 - cur);
2022                         break;
2023                 }
2024
2025                 find_next_dirty_byte(fs_info, page, &dirty_range_start,
2026                                      &dirty_range_end);
2027                 if (cur < dirty_range_start) {
2028                         cur = dirty_range_start;
2029                         continue;
2030                 }
2031
2032                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur, end - cur + 1);
2033                 if (IS_ERR(em)) {
2034                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, cur, end - cur + 1);
2035                         ret = PTR_ERR_OR_ZERO(em);
2036                         has_error = true;
2037                         if (!saved_ret)
2038                                 saved_ret = ret;
2039                         break;
2040                 }
2041
2042                 extent_offset = cur - em->start;
2043                 em_end = extent_map_end(em);
2044                 ASSERT(cur <= em_end);
2045                 ASSERT(cur < end);
2046                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->start, fs_info->sectorsize));
2047                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->len, fs_info->sectorsize));
2048                 block_start = em->block_start;
2049                 compressed = test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
2050                 disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
2051
2052                 /*
2053                  * Note that em_end from extent_map_end() and dirty_range_end from
2054                  * find_next_dirty_byte() are all exclusive
2055                  */
2056                 iosize = min(min(em_end, end + 1), dirty_range_end) - cur;
2057
2058                 if (btrfs_use_zone_append(inode, em->block_start))
2059                         op = REQ_OP_ZONE_APPEND;
2060
2061                 free_extent_map(em);
2062                 em = NULL;
2063
2064                 /*
2065                  * compressed and inline extents are written through other
2066                  * paths in the FS
2067                  */
2068                 if (compressed || block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
2069                     block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
2070                         if (compressed)
2071                                 nr++;
2072                         else
2073                                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode,
2074                                                 page, cur, cur + iosize - 1, true);
2075                         btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
2076                         cur += iosize;
2077                         continue;
2078                 }
2079
2080                 btrfs_set_range_writeback(inode, cur, cur + iosize - 1);
2081                 if (!PageWriteback(page)) {
2082                         btrfs_err(inode->root->fs_info,
2083                                    "page %lu not writeback, cur %llu end %llu",
2084                                page->index, cur, end);
2085                 }
2086
2087                 /*
2088                  * Although the PageDirty bit is cleared before entering this
2089                  * function, subpage dirty bit is not cleared.
2090                  * So clear subpage dirty bit here so next time we won't submit
2091                  * page for range already written to disk.
2092                  */
2093                 btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
2094
2095                 ret = submit_extent_page(op | write_flags, wbc,
2096                                          bio_ctrl, disk_bytenr,
2097                                          page, iosize,
2098                                          cur - page_offset(page),
2099                                          0, false);
2100                 if (ret) {
2101                         has_error = true;
2102                         if (!saved_ret)
2103                                 saved_ret = ret;
2104
2105                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, cur, iosize);
2106                         if (PageWriteback(page))
2107                                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, cur,
2108                                                            iosize);
2109                 }
2110
2111                 cur += iosize;
2112                 nr++;
2113         }
2114         /*
2115          * If we finish without problem, we should not only clear page dirty,
2116          * but also empty subpage dirty bits
2117          */
2118         if (!has_error)
2119                 btrfs_page_assert_not_dirty(fs_info, page);
2120         else
2121                 ret = saved_ret;
2122         *nr_ret = nr;
2123         return ret;
2124 }
2125
2126 /*
2127  * the writepage semantics are similar to regular writepage.  extent
2128  * records are inserted to lock ranges in the tree, and as dirty areas
2129  * are found, they are marked writeback.  Then the lock bits are removed
2130  * and the end_io handler clears the writeback ranges
2131  *
2132  * Return 0 if everything goes well.
2133  * Return <0 for error.
2134  */
2135 static int __extent_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
2136                               struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2137 {
2138         struct folio *folio = page_folio(page);
2139         struct inode *inode = page->mapping->host;
2140         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2141         const u64 page_start = page_offset(page);
2142         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
2143         int ret;
2144         int nr = 0;
2145         size_t pg_offset;
2146         loff_t i_size = i_size_read(inode);
2147         unsigned long end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
2148
2149         trace___extent_writepage(page, inode, wbc);
2150
2151         WARN_ON(!PageLocked(page));
2152
2153         btrfs_page_clear_error(btrfs_sb(inode->i_sb), page,
2154                                page_offset(page), PAGE_SIZE);
2155
2156         pg_offset = offset_in_page(i_size);
2157         if (page->index > end_index ||
2158            (page->index == end_index && !pg_offset)) {
2159                 folio_invalidate(folio, 0, folio_size(folio));
2160                 folio_unlock(folio);
2161                 return 0;
2162         }
2163
2164         if (page->index == end_index)
2165                 memzero_page(page, pg_offset, PAGE_SIZE - pg_offset);
2166
2167         ret = set_page_extent_mapped(page);
2168         if (ret < 0) {
2169                 SetPageError(page);
2170                 goto done;
2171         }
2172
2173         if (!bio_ctrl->extent_locked) {
2174                 ret = writepage_delalloc(BTRFS_I(inode), page, wbc);
2175                 if (ret == 1)
2176                         return 0;
2177                 if (ret)
2178                         goto done;
2179         }
2180
2181         ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, wbc, bio_ctrl, i_size,
2182                                     &nr);
2183         if (ret == 1)
2184                 return 0;
2185
2186 done:
2187         if (nr == 0) {
2188                 /* make sure the mapping tag for page dirty gets cleared */
2189                 set_page_writeback(page);
2190                 end_page_writeback(page);
2191         }
2192         /*
2193          * Here we used to have a check for PageError() and then set @ret and
2194          * call end_extent_writepage().
2195          *
2196          * But in fact setting @ret here will cause different error paths
2197          * between subpage and regular sectorsize.
2198          *
2199          * For regular page size, we never submit current page, but only add
2200          * current page to current bio.
2201          * The bio submission can only happen in next page.
2202          * Thus if we hit the PageError() branch, @ret is already set to
2203          * non-zero value and will not get updated for regular sectorsize.
2204          *
2205          * But for subpage case, it's possible we submit part of current page,
2206          * thus can get PageError() set by submitted bio of the same page,
2207          * while our @ret is still 0.
2208          *
2209          * So here we unify the behavior and don't set @ret.
2210          * Error can still be properly passed to higher layer as page will
2211          * be set error, here we just don't handle the IO failure.
2212          *
2213          * NOTE: This is just a hotfix for subpage.
2214          * The root fix will be properly ending ordered extent when we hit
2215          * an error during writeback.
2216          *
2217          * But that needs a bigger refactoring, as we not only need to grab the
2218          * submitted OE, but also need to know exactly at which bytenr we hit
2219          * the error.
2220          * Currently the full page based __extent_writepage_io() is not
2221          * capable of that.
2222          */
2223         if (PageError(page))
2224                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2225         if (bio_ctrl->extent_locked) {
2226                 /*
2227                  * If bio_ctrl->extent_locked, it's from extent_write_locked_range(),
2228                  * the page can either be locked by lock_page() or
2229                  * process_one_page().
2230                  * Let btrfs_page_unlock_writer() handle both cases.
2231                  */
2232                 ASSERT(wbc);
2233                 btrfs_page_unlock_writer(fs_info, page, wbc->range_start,
2234                                          wbc->range_end + 1 - wbc->range_start);
2235         } else {
2236                 unlock_page(page);
2237         }
2238         ASSERT(ret <= 0);
2239         return ret;
2240 }
2241
2242 void wait_on_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
2243 {
2244         wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK,
2245                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2246 }
2247
2248 static void end_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
2249 {
2250         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
2251         smp_mb__after_atomic();
2252         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK);
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Lock extent buffer status and pages for writeback.
2257  *
2258  * May try to flush write bio if we can't get the lock.
2259  *
2260  * Return  0 if the extent buffer doesn't need to be submitted.
2261  *           (E.g. the extent buffer is not dirty)
2262  * Return >0 is the extent buffer is submitted to bio.
2263  * Return <0 if something went wrong, no page is locked.
2264  */
2265 static noinline_for_stack int lock_extent_buffer_for_io(struct extent_buffer *eb,
2266                           struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2267 {
2268         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
2269         int i, num_pages;
2270         int flush = 0;
2271         int ret = 0;
2272
2273         if (!btrfs_try_tree_write_lock(eb)) {
2274                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2275                 flush = 1;
2276                 btrfs_tree_lock(eb);
2277         }
2278
2279         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags)) {
2280                 btrfs_tree_unlock(eb);
2281                 if (!bio_ctrl->sync_io)
2282                         return 0;
2283                 if (!flush) {
2284                         submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2285                         flush = 1;
2286                 }
2287                 while (1) {
2288                         wait_on_extent_buffer_writeback(eb);
2289                         btrfs_tree_lock(eb);
2290                         if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags))
2291                                 break;
2292                         btrfs_tree_unlock(eb);
2293                 }
2294         }
2295
2296         /*
2297          * We need to do this to prevent races in people who check if the eb is
2298          * under IO since we can end up having no IO bits set for a short period
2299          * of time.
2300          */
2301         spin_lock(&eb->refs_lock);
2302         if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags)) {
2303                 set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
2304                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
2305                 btrfs_set_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN);
2306                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
2307                                          -eb->len,
2308                                          fs_info->dirty_metadata_batch);
2309                 ret = 1;
2310         } else {
2311                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
2312         }
2313
2314         btrfs_tree_unlock(eb);
2315
2316         /*
2317          * Either we don't need to submit any tree block, or we're submitting
2318          * subpage eb.
2319          * Subpage metadata doesn't use page locking at all, so we can skip
2320          * the page locking.
2321          */
2322         if (!ret || fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
2323                 return ret;
2324
2325         num_pages = num_extent_pages(eb);
2326         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
2327                 struct page *p = eb->pages[i];
2328
2329                 if (!trylock_page(p)) {
2330                         if (!flush) {
2331                                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2332                                 flush = 1;
2333                         }
2334                         lock_page(p);
2335                 }
2336         }
2337
2338         return ret;
2339 }
2340
2341 static void set_btree_ioerr(struct page *page, struct extent_buffer *eb)
2342 {
2343         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
2344
2345         btrfs_page_set_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
2346         if (test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags))
2347                 return;
2348
2349         /*
2350          * A read may stumble upon this buffer later, make sure that it gets an
2351          * error and knows there was an error.
2352          */
2353         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
2354
2355         /*
2356          * We need to set the mapping with the io error as well because a write
2357          * error will flip the file system readonly, and then syncfs() will
2358          * return a 0 because we are readonly if we don't modify the err seq for
2359          * the superblock.
2360          */
2361         mapping_set_error(page->mapping, -EIO);
2362
2363         /*
2364          * If we error out, we should add back the dirty_metadata_bytes
2365          * to make it consistent.
2366          */
2367         percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
2368                                  eb->len, fs_info->dirty_metadata_batch);
2369
2370         /*
2371          * If writeback for a btree extent that doesn't belong to a log tree
2372          * failed, increment the counter transaction->eb_write_errors.
2373          * We do this because while the transaction is running and before it's
2374          * committing (when we call filemap_fdata[write|wait]_range against
2375          * the btree inode), we might have
2376          * btree_inode->i_mapping->a_ops->writepages() called by the VM - if it
2377          * returns an error or an error happens during writeback, when we're
2378          * committing the transaction we wouldn't know about it, since the pages
2379          * can be no longer dirty nor marked anymore for writeback (if a
2380          * subsequent modification to the extent buffer didn't happen before the
2381          * transaction commit), which makes filemap_fdata[write|wait]_range not
2382          * able to find the pages tagged with SetPageError at transaction
2383          * commit time. So if this happens we must abort the transaction,
2384          * otherwise we commit a super block with btree roots that point to
2385          * btree nodes/leafs whose content on disk is invalid - either garbage
2386          * or the content of some node/leaf from a past generation that got
2387          * cowed or deleted and is no longer valid.
2388          *
2389          * Note: setting AS_EIO/AS_ENOSPC in the btree inode's i_mapping would
2390          * not be enough - we need to distinguish between log tree extents vs
2391          * non-log tree extents, and the next filemap_fdatawait_range() call
2392          * will catch and clear such errors in the mapping - and that call might
2393          * be from a log sync and not from a transaction commit. Also, checking
2394          * for the eb flag EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR at transaction commit time is
2395          * not done and would not be reliable - the eb might have been released
2396          * from memory and reading it back again means that flag would not be
2397          * set (since it's a runtime flag, not persisted on disk).
2398          *
2399          * Using the flags below in the btree inode also makes us achieve the
2400          * goal of AS_EIO/AS_ENOSPC when writepages() returns success, started
2401          * writeback for all dirty pages and before filemap_fdatawait_range()
2402          * is called, the writeback for all dirty pages had already finished
2403          * with errors - because we were not using AS_EIO/AS_ENOSPC,
2404          * filemap_fdatawait_range() would return success, as it could not know
2405          * that writeback errors happened (the pages were no longer tagged for
2406          * writeback).
2407          */
2408         switch (eb->log_index) {
2409         case -1:
2410                 set_bit(BTRFS_FS_BTREE_ERR, &fs_info->flags);
2411                 break;
2412         case 0:
2413                 set_bit(BTRFS_FS_LOG1_ERR, &fs_info->flags);
2414                 break;
2415         case 1:
2416                 set_bit(BTRFS_FS_LOG2_ERR, &fs_info->flags);
2417                 break;
2418         default:
2419                 BUG(); /* unexpected, logic error */
2420         }
2421 }
2422
2423 /*
2424  * The endio specific version which won't touch any unsafe spinlock in endio
2425  * context.
2426  */
2427 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_nolock(
2428                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
2429 {
2430         struct extent_buffer *eb;
2431
2432         rcu_read_lock();
2433         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
2434                                start >> fs_info->sectorsize_bits);
2435         if (eb && atomic_inc_not_zero(&eb->refs)) {
2436                 rcu_read_unlock();
2437                 return eb;
2438         }
2439         rcu_read_unlock();
2440         return NULL;
2441 }
2442
2443 /*
2444  * The endio function for subpage extent buffer write.
2445  *
2446  * Unlike end_bio_extent_buffer_writepage(), we only call end_page_writeback()
2447  * after all extent buffers in the page has finished their writeback.
2448  */
2449 static void end_bio_subpage_eb_writepage(struct btrfs_bio *bbio)
2450 {
2451         struct bio *bio = &bbio->bio;
2452         struct btrfs_fs_info *fs_info;
2453         struct bio_vec *bvec;
2454         struct bvec_iter_all iter_all;
2455
2456         fs_info = btrfs_sb(bio_first_page_all(bio)->mapping->host->i_sb);
2457         ASSERT(fs_info->nodesize < PAGE_SIZE);
2458
2459         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
2460         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
2461                 struct page *page = bvec->bv_page;
2462                 u64 bvec_start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
2463                 u64 bvec_end = bvec_start + bvec->bv_len - 1;
2464                 u64 cur_bytenr = bvec_start;
2465
2466                 ASSERT(IS_ALIGNED(bvec->bv_len, fs_info->nodesize));
2467
2468                 /* Iterate through all extent buffers in the range */
2469                 while (cur_bytenr <= bvec_end) {
2470                         struct extent_buffer *eb;
2471                         int done;
2472
2473                         /*
2474                          * Here we can't use find_extent_buffer(), as it may
2475                          * try to lock eb->refs_lock, which is not safe in endio
2476                          * context.
2477                          */
2478                         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, cur_bytenr);
2479                         ASSERT(eb);
2480
2481                         cur_bytenr = eb->start + eb->len;
2482
2483                         ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags));
2484                         done = atomic_dec_and_test(&eb->io_pages);
2485                         ASSERT(done);
2486
2487                         if (bio->bi_status ||
2488                             test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)) {
2489                                 ClearPageUptodate(page);
2490                                 set_btree_ioerr(page, eb);
2491                         }
2492
2493                         btrfs_subpage_clear_writeback(fs_info, page, eb->start,
2494                                                       eb->len);
2495                         end_extent_buffer_writeback(eb);
2496                         /*
2497                          * free_extent_buffer() will grab spinlock which is not
2498                          * safe in endio context. Thus here we manually dec
2499                          * the ref.
2500                          */
2501                         atomic_dec(&eb->refs);
2502                 }
2503         }
2504         bio_put(bio);
2505 }
2506
2507 static void end_bio_extent_buffer_writepage(struct btrfs_bio *bbio)
2508 {
2509         struct bio *bio = &bbio->bio;
2510         struct bio_vec *bvec;
2511         struct extent_buffer *eb;
2512         int done;
2513         struct bvec_iter_all iter_all;
2514
2515         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
2516         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
2517                 struct page *page = bvec->bv_page;
2518
2519                 eb = (struct extent_buffer *)page->private;
2520                 BUG_ON(!eb);
2521                 done = atomic_dec_and_test(&eb->io_pages);
2522
2523                 if (bio->bi_status ||
2524                     test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)) {
2525                         ClearPageUptodate(page);
2526                         set_btree_ioerr(page, eb);
2527                 }
2528
2529                 end_page_writeback(page);
2530
2531                 if (!done)
2532                         continue;
2533
2534                 end_extent_buffer_writeback(eb);
2535         }
2536
2537         bio_put(bio);
2538 }
2539
2540 static void prepare_eb_write(struct extent_buffer *eb)
2541 {
2542         u32 nritems;
2543         unsigned long start;
2544         unsigned long end;
2545
2546         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
2547         atomic_set(&eb->io_pages, num_extent_pages(eb));
2548
2549         /* Set btree blocks beyond nritems with 0 to avoid stale content */
2550         nritems = btrfs_header_nritems(eb);
2551         if (btrfs_header_level(eb) > 0) {
2552                 end = btrfs_node_key_ptr_offset(eb, nritems);
2553                 memzero_extent_buffer(eb, end, eb->len - end);
2554         } else {
2555                 /*
2556                  * Leaf:
2557                  * header 0 1 2 .. N ... data_N .. data_2 data_1 data_0
2558                  */
2559                 start = btrfs_item_nr_offset(eb, nritems);
2560                 end = btrfs_item_nr_offset(eb, 0);
2561                 if (nritems == 0)
2562                         end += BTRFS_LEAF_DATA_SIZE(eb->fs_info);
2563                 else
2564                         end += btrfs_item_offset(eb, nritems - 1);
2565                 memzero_extent_buffer(eb, start, end - start);
2566         }
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Unlike the work in write_one_eb(), we rely completely on extent locking.
2571  * Page locking is only utilized at minimum to keep the VMM code happy.
2572  */
2573 static int write_one_subpage_eb(struct extent_buffer *eb,
2574                                 struct writeback_control *wbc,
2575                                 struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2576 {
2577         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
2578         struct page *page = eb->pages[0];
2579         blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
2580         bool no_dirty_ebs = false;
2581         int ret;
2582
2583         prepare_eb_write(eb);
2584
2585         /* clear_page_dirty_for_io() in subpage helper needs page locked */
2586         lock_page(page);
2587         btrfs_subpage_set_writeback(fs_info, page, eb->start, eb->len);
2588
2589         /* Check if this is the last dirty bit to update nr_written */
2590         no_dirty_ebs = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page,
2591                                                           eb->start, eb->len);
2592         if (no_dirty_ebs)
2593                 clear_page_dirty_for_io(page);
2594
2595         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_subpage_eb_writepage;
2596
2597         ret = submit_extent_page(REQ_OP_WRITE | write_flags, wbc,
2598                         bio_ctrl, eb->start, page, eb->len,
2599                         eb->start - page_offset(page), 0, false);
2600         if (ret) {
2601                 btrfs_subpage_clear_writeback(fs_info, page, eb->start, eb->len);
2602                 set_btree_ioerr(page, eb);
2603                 unlock_page(page);
2604
2605                 if (atomic_dec_and_test(&eb->io_pages))
2606                         end_extent_buffer_writeback(eb);
2607                 return -EIO;
2608         }
2609         unlock_page(page);
2610         /*
2611          * Submission finished without problem, if no range of the page is
2612          * dirty anymore, we have submitted a page.  Update nr_written in wbc.
2613          */
2614         if (no_dirty_ebs)
2615                 wbc->nr_to_write--;
2616         return ret;
2617 }
2618
2619 static noinline_for_stack int write_one_eb(struct extent_buffer *eb,
2620                         struct writeback_control *wbc,
2621                         struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2622 {
2623         u64 disk_bytenr = eb->start;
2624         int i, num_pages;
2625         blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
2626         int ret = 0;
2627
2628         prepare_eb_write(eb);
2629
2630         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_buffer_writepage;
2631
2632         num_pages = num_extent_pages(eb);
2633         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
2634                 struct page *p = eb->pages[i];
2635
2636                 clear_page_dirty_for_io(p);
2637                 set_page_writeback(p);
2638                 ret = submit_extent_page(REQ_OP_WRITE | write_flags, wbc,
2639                                          bio_ctrl, disk_bytenr, p,
2640                                          PAGE_SIZE, 0, 0, false);
2641                 if (ret) {
2642                         set_btree_ioerr(p, eb);
2643                         if (PageWriteback(p))
2644                                 end_page_writeback(p);
2645                         if (atomic_sub_and_test(num_pages - i, &eb->io_pages))
2646                                 end_extent_buffer_writeback(eb);
2647                         ret = -EIO;
2648                         break;
2649                 }
2650                 disk_bytenr += PAGE_SIZE;
2651                 wbc->nr_to_write--;
2652                 unlock_page(p);
2653         }
2654
2655         if (unlikely(ret)) {
2656                 for (; i < num_pages; i++) {
2657                         struct page *p = eb->pages[i];
2658                         clear_page_dirty_for_io(p);
2659                         unlock_page(p);
2660                 }
2661         }
2662
2663         return ret;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Submit one subpage btree page.
2668  *
2669  * The main difference to submit_eb_page() is:
2670  * - Page locking
2671  *   For subpage, we don't rely on page locking at all.
2672  *
2673  * - Flush write bio
2674  *   We only flush bio if we may be unable to fit current extent buffers into
2675  *   current bio.
2676  *
2677  * Return >=0 for the number of submitted extent buffers.
2678  * Return <0 for fatal error.
2679  */
2680 static int submit_eb_subpage(struct page *page,
2681                              struct writeback_control *wbc,
2682                              struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2683 {
2684         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
2685         int submitted = 0;
2686         u64 page_start = page_offset(page);
2687         int bit_start = 0;
2688         int sectors_per_node = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
2689         int ret;
2690
2691         /* Lock and write each dirty extent buffers in the range */
2692         while (bit_start < fs_info->subpage_info->bitmap_nr_bits) {
2693                 struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
2694                 struct extent_buffer *eb;
2695                 unsigned long flags;
2696                 u64 start;
2697
2698                 /*
2699                  * Take private lock to ensure the subpage won't be detached
2700                  * in the meantime.
2701                  */
2702                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
2703                 if (!PagePrivate(page)) {
2704                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
2705                         break;
2706                 }
2707                 spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
2708                 if (!test_bit(bit_start + fs_info->subpage_info->dirty_offset,
2709                               subpage->bitmaps)) {
2710                         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
2711                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
2712                         bit_start++;
2713                         continue;
2714                 }
2715
2716                 start = page_start + bit_start * fs_info->sectorsize;
2717                 bit_start += sectors_per_node;
2718
2719                 /*
2720                  * Here we just want to grab the eb without touching extra
2721                  * spin locks, so call find_extent_buffer_nolock().
2722                  */
2723                 eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
2724                 spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
2725                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
2726
2727                 /*
2728                  * The eb has already reached 0 refs thus find_extent_buffer()
2729                  * doesn't return it. We don't need to write back such eb
2730                  * anyway.
2731                  */
2732                 if (!eb)
2733                         continue;
2734
2735                 ret = lock_extent_buffer_for_io(eb, bio_ctrl);
2736                 if (ret == 0) {
2737                         free_extent_buffer(eb);
2738                         continue;
2739                 }
2740                 if (ret < 0) {
2741                         free_extent_buffer(eb);
2742                         goto cleanup;
2743                 }
2744                 ret = write_one_subpage_eb(eb, wbc, bio_ctrl);
2745                 free_extent_buffer(eb);
2746                 if (ret < 0)
2747                         goto cleanup;
2748                 submitted++;
2749         }
2750         return submitted;
2751
2752 cleanup:
2753         /* We hit error, end bio for the submitted extent buffers */
2754         submit_write_bio(bio_ctrl, ret);
2755         return ret;
2756 }
2757
2758 /*
2759  * Submit all page(s) of one extent buffer.
2760  *
2761  * @page:       the page of one extent buffer
2762  * @eb_context: to determine if we need to submit this page, if current page
2763  *              belongs to this eb, we don't need to submit
2764  *
2765  * The caller should pass each page in their bytenr order, and here we use
2766  * @eb_context to determine if we have submitted pages of one extent buffer.
2767  *
2768  * If we have, we just skip until we hit a new page that doesn't belong to
2769  * current @eb_context.
2770  *
2771  * If not, we submit all the page(s) of the extent buffer.
2772  *
2773  * Return >0 if we have submitted the extent buffer successfully.
2774  * Return 0 if we don't need to submit the page, as it's already submitted by
2775  * previous call.
2776  * Return <0 for fatal error.
2777  */
2778 static int submit_eb_page(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
2779                           struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
2780                           struct extent_buffer **eb_context)
2781 {
2782         struct address_space *mapping = page->mapping;
2783         struct btrfs_block_group *cache = NULL;
2784         struct extent_buffer *eb;
2785         int ret;
2786
2787         if (!PagePrivate(page))
2788                 return 0;
2789
2790         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
2791                 return submit_eb_subpage(page, wbc, bio_ctrl);
2792
2793         spin_lock(&mapping->private_lock);
2794         if (!PagePrivate(page)) {
2795                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
2796                 return 0;
2797         }
2798
2799         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
2800
2801         /*
2802          * Shouldn't happen and normally this would be a BUG_ON but no point
2803          * crashing the machine for something we can survive anyway.
2804          */
2805         if (WARN_ON(!eb)) {
2806                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
2807                 return 0;
2808         }
2809
2810         if (eb == *eb_context) {
2811                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
2812                 return 0;
2813         }
2814         ret = atomic_inc_not_zero(&eb->refs);
2815         spin_unlock(&mapping->private_lock);
2816         if (!ret)
2817                 return 0;
2818
2819         if (!btrfs_check_meta_write_pointer(eb->fs_info, eb, &cache)) {
2820                 /*
2821                  * If for_sync, this hole will be filled with
2822                  * trasnsaction commit.
2823                  */
2824                 if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL && !wbc->for_sync)
2825                         ret = -EAGAIN;
2826                 else
2827                         ret = 0;
2828                 free_extent_buffer(eb);
2829                 return ret;
2830         }
2831
2832         *eb_context = eb;
2833
2834         ret = lock_extent_buffer_for_io(eb, bio_ctrl);
2835         if (ret <= 0) {
2836                 btrfs_revert_meta_write_pointer(cache, eb);
2837                 if (cache)
2838                         btrfs_put_block_group(cache);
2839                 free_extent_buffer(eb);
2840                 return ret;
2841         }
2842         if (cache) {
2843                 /*
2844                  * Implies write in zoned mode. Mark the last eb in a block group.
2845                  */
2846                 btrfs_schedule_zone_finish_bg(cache, eb);
2847                 btrfs_put_block_group(cache);
2848         }
2849         ret = write_one_eb(eb, wbc, bio_ctrl);
2850         free_extent_buffer(eb);
2851         if (ret < 0)
2852                 return ret;
2853         return 1;
2854 }
2855
2856 int btree_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
2857                                    struct writeback_control *wbc)
2858 {
2859         struct extent_buffer *eb_context = NULL;
2860         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
2861                 .extent_locked = 0,
2862                 .sync_io = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL),
2863         };
2864         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(mapping->host)->root->fs_info;
2865         int ret = 0;
2866         int done = 0;
2867         int nr_to_write_done = 0;
2868         struct pagevec pvec;
2869         int nr_pages;
2870         pgoff_t index;
2871         pgoff_t end;            /* Inclusive */
2872         int scanned = 0;
2873         xa_mark_t tag;
2874
2875         pagevec_init(&pvec);
2876         if (wbc->range_cyclic) {
2877                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
2878                 end = -1;
2879                 /*
2880                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
2881                  * range, mark it as scanned.
2882                  */
2883                 scanned = (index == 0);
2884         } else {
2885                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
2886                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
2887                 scanned = 1;
2888         }
2889         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
2890                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
2891         else
2892                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
2893         btrfs_zoned_meta_io_lock(fs_info);
2894 retry:
2895         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
2896                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
2897         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
2898                (nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index, end,
2899                         tag))) {
2900                 unsigned i;
2901
2902                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2903                         struct page *page = pvec.pages[i];
2904
2905                         ret = submit_eb_page(page, wbc, &bio_ctrl, &eb_context);
2906                         if (ret == 0)
2907                                 continue;
2908                         if (ret < 0) {
2909                                 done = 1;
2910                                 break;
2911                         }
2912
2913                         /*
2914                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
2915                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
2916                          * at any time
2917                          */
2918                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
2919                 }
2920                 pagevec_release(&pvec);
2921                 cond_resched();
2922         }
2923         if (!scanned && !done) {
2924                 /*
2925                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
2926                  * back to the start of the file
2927                  */
2928                 scanned = 1;
2929                 index = 0;
2930                 goto retry;
2931         }
2932         /*
2933          * If something went wrong, don't allow any metadata write bio to be
2934          * submitted.
2935          *
2936          * This would prevent use-after-free if we had dirty pages not
2937          * cleaned up, which can still happen by fuzzed images.
2938          *
2939          * - Bad extent tree
2940          *   Allowing existing tree block to be allocated for other trees.
2941          *
2942          * - Log tree operations
2943          *   Exiting tree blocks get allocated to log tree, bumps its
2944          *   generation, then get cleaned in tree re-balance.
2945          *   Such tree block will not be written back, since it's clean,
2946          *   thus no WRITTEN flag set.
2947          *   And after log writes back, this tree block is not traced by
2948          *   any dirty extent_io_tree.
2949          *
2950          * - Offending tree block gets re-dirtied from its original owner
2951          *   Since it has bumped generation, no WRITTEN flag, it can be
2952          *   reused without COWing. This tree block will not be traced
2953          *   by btrfs_transaction::dirty_pages.
2954          *
2955          *   Now such dirty tree block will not be cleaned by any dirty
2956          *   extent io tree. Thus we don't want to submit such wild eb
2957          *   if the fs already has error.
2958          *
2959          * We can get ret > 0 from submit_extent_page() indicating how many ebs
2960          * were submitted. Reset it to 0 to avoid false alerts for the caller.
2961          */
2962         if (ret > 0)
2963                 ret = 0;
2964         if (!ret && BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
2965                 ret = -EROFS;
2966         submit_write_bio(&bio_ctrl, ret);
2967
2968         btrfs_zoned_meta_io_unlock(fs_info);
2969         return ret;
2970 }
2971
2972 /*
2973  * Walk the list of dirty pages of the given address space and write all of them.
2974  *
2975  * @mapping:   address space structure to write
2976  * @wbc:       subtract the number of written pages from *@wbc->nr_to_write
2977  * @bio_ctrl:  holds context for the write, namely the bio
2978  *
2979  * If a page is already under I/O, write_cache_pages() skips it, even
2980  * if it's dirty.  This is desirable behaviour for memory-cleaning writeback,
2981  * but it is INCORRECT for data-integrity system calls such as fsync().  fsync()
2982  * and msync() need to guarantee that all the data which was dirty at the time
2983  * the call was made get new I/O started against them.  If wbc->sync_mode is
2984  * WB_SYNC_ALL then we were called for data integrity and we must wait for
2985  * existing IO to complete.
2986  */
2987 static int extent_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
2988                              struct writeback_control *wbc,
2989                              struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2990 {
2991         struct inode *inode = mapping->host;
2992         int ret = 0;
2993         int done = 0;
2994         int nr_to_write_done = 0;
2995         struct pagevec pvec;
2996         int nr_pages;
2997         pgoff_t index;
2998         pgoff_t end;            /* Inclusive */
2999         pgoff_t done_index;
3000         int range_whole = 0;
3001         int scanned = 0;
3002         xa_mark_t tag;
3003
3004         /*
3005          * We have to hold onto the inode so that ordered extents can do their
3006          * work when the IO finishes.  The alternative to this is failing to add
3007          * an ordered extent if the igrab() fails there and that is a huge pain
3008          * to deal with, so instead just hold onto the inode throughout the
3009          * writepages operation.  If it fails here we are freeing up the inode
3010          * anyway and we'd rather not waste our time writing out stuff that is
3011          * going to be truncated anyway.
3012          */
3013         if (!igrab(inode))
3014                 return 0;
3015
3016         pagevec_init(&pvec);
3017         if (wbc->range_cyclic) {
3018                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
3019                 end = -1;
3020                 /*
3021                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
3022                  * range, mark it as scanned.
3023                  */
3024                 scanned = (index == 0);
3025         } else {
3026                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
3027                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
3028                 if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
3029                         range_whole = 1;
3030                 scanned = 1;
3031         }
3032
3033         /*
3034          * We do the tagged writepage as long as the snapshot flush bit is set
3035          * and we are the first one who do the filemap_flush() on this inode.
3036          *
3037          * The nr_to_write == LONG_MAX is needed to make sure other flushers do
3038          * not race in and drop the bit.
3039          */
3040         if (range_whole && wbc->nr_to_write == LONG_MAX &&
3041             test_and_clear_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
3042                                &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
3043                 wbc->tagged_writepages = 1;
3044
3045         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
3046                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
3047         else
3048                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
3049 retry:
3050         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
3051                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
3052         done_index = index;
3053         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
3054                         (nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping,
3055                                                 &index, end, tag))) {
3056                 unsigned i;
3057
3058                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3059                         struct page *page = pvec.pages[i];
3060
3061                         done_index = page->index + 1;
3062                         /*
3063                          * At this point we hold neither the i_pages lock nor
3064                          * the page lock: the page may be truncated or
3065                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
3066                          * or even swizzled back from swapper_space to
3067                          * tmpfs file mapping
3068                          */
3069                         if (!trylock_page(page)) {
3070                                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
3071                                 lock_page(page);
3072                         }
3073
3074                         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
3075                                 unlock_page(page);
3076                                 continue;
3077                         }
3078
3079                         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE) {
3080                                 if (PageWriteback(page))
3081                                         submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
3082                                 wait_on_page_writeback(page);
3083                         }
3084
3085                         if (PageWriteback(page) ||
3086                             !clear_page_dirty_for_io(page)) {
3087                                 unlock_page(page);
3088                                 continue;
3089                         }
3090
3091                         ret = __extent_writepage(page, wbc, bio_ctrl);
3092                         if (ret < 0) {
3093                                 done = 1;
3094                                 break;
3095                         }
3096
3097                         /*
3098                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
3099                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
3100                          * at any time
3101                          */
3102                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
3103                 }
3104                 pagevec_release(&pvec);
3105                 cond_resched();
3106         }
3107         if (!scanned && !done) {
3108                 /*
3109                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
3110                  * back to the start of the file
3111                  */
3112                 scanned = 1;
3113                 index = 0;
3114
3115                 /*
3116                  * If we're looping we could run into a page that is locked by a
3117                  * writer and that writer could be waiting on writeback for a
3118                  * page in our current bio, and thus deadlock, so flush the
3119                  * write bio here.
3120                  */
3121                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
3122                 goto retry;
3123         }
3124
3125         if (wbc->range_cyclic || (wbc->nr_to_write > 0 && range_whole))
3126                 mapping->writeback_index = done_index;
3127
3128         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
3129         return ret;
3130 }
3131
3132 /*
3133  * Submit the pages in the range to bio for call sites which delalloc range has
3134  * already been ran (aka, ordered extent inserted) and all pages are still
3135  * locked.
3136  */
3137 int extent_write_locked_range(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
3138 {
3139         bool found_error = false;
3140         int first_error = 0;
3141         int ret = 0;
3142         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
3143         struct page *page;
3144         u64 cur = start;
3145         unsigned long nr_pages;
3146         const u32 sectorsize = btrfs_sb(inode->i_sb)->sectorsize;
3147         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
3148                 .extent_locked = 1,
3149                 .sync_io = 1,
3150         };
3151         struct writeback_control wbc_writepages = {
3152                 .sync_mode      = WB_SYNC_ALL,
3153                 .range_start    = start,
3154                 .range_end      = end + 1,
3155                 /* We're called from an async helper function */
3156                 .punt_to_cgroup = 1,
3157                 .no_cgroup_owner = 1,
3158         };
3159
3160         ASSERT(IS_ALIGNED(start, sectorsize) && IS_ALIGNED(end + 1, sectorsize));
3161         nr_pages = (round_up(end, PAGE_SIZE) - round_down(start, PAGE_SIZE)) >>
3162                    PAGE_SHIFT;
3163         wbc_writepages.nr_to_write = nr_pages * 2;
3164
3165         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc_writepages, inode);
3166         while (cur <= end) {
3167                 u64 cur_end = min(round_down(cur, PAGE_SIZE) + PAGE_SIZE - 1, end);
3168
3169                 page = find_get_page(mapping, cur >> PAGE_SHIFT);
3170                 /*
3171                  * All pages in the range are locked since
3172                  * btrfs_run_delalloc_range(), thus there is no way to clear
3173                  * the page dirty flag.
3174                  */
3175                 ASSERT(PageLocked(page));
3176                 ASSERT(PageDirty(page));
3177                 clear_page_dirty_for_io(page);
3178                 ret = __extent_writepage(page, &wbc_writepages, &bio_ctrl);
3179                 ASSERT(ret <= 0);
3180                 if (ret < 0) {
3181                         found_error = true;
3182                         first_error = ret;
3183                 }
3184                 put_page(page);
3185                 cur = cur_end + 1;
3186         }
3187
3188         submit_write_bio(&bio_ctrl, found_error ? ret : 0);
3189
3190         wbc_detach_inode(&wbc_writepages);
3191         if (found_error)
3192                 return first_error;
3193         return ret;
3194 }
3195
3196 int extent_writepages(struct address_space *mapping,
3197                       struct writeback_control *wbc)
3198 {
3199         struct inode *inode = mapping->host;
3200         int ret = 0;
3201         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
3202                 .extent_locked = 0,
3203                 .sync_io = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL),
3204         };
3205
3206         /*
3207          * Allow only a single thread to do the reloc work in zoned mode to
3208          * protect the write pointer updates.
3209          */
3210         btrfs_zoned_data_reloc_lock(BTRFS_I(inode));
3211         ret = extent_write_cache_pages(mapping, wbc, &bio_ctrl);
3212         submit_write_bio(&bio_ctrl, ret);
3213         btrfs_zoned_data_reloc_unlock(BTRFS_I(inode));
3214         return ret;
3215 }
3216
3217 void extent_readahead(struct readahead_control *rac)
3218 {
3219         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
3220         struct page *pagepool[16];
3221         struct extent_map *em_cached = NULL;
3222         u64 prev_em_start = (u64)-1;
3223         int nr;
3224
3225         while ((nr = readahead_page_batch(rac, pagepool))) {
3226                 u64 contig_start = readahead_pos(rac);
3227                 u64 contig_end = contig_start + readahead_batch_length(rac) - 1;
3228
3229                 contiguous_readpages(pagepool, nr, contig_start, contig_end,
3230                                 &em_cached, &bio_ctrl, &prev_em_start);
3231         }
3232
3233         if (em_cached)
3234                 free_extent_map(em_cached);
3235         submit_one_bio(&bio_ctrl);
3236 }
3237
3238 /*
3239  * basic invalidate_folio code, this waits on any locked or writeback
3240  * ranges corresponding to the folio, and then deletes any extent state
3241  * records from the tree
3242  */
3243 int extent_invalidate_folio(struct extent_io_tree *tree,
3244                           struct folio *folio, size_t offset)
3245 {
3246         struct extent_state *cached_state = NULL;
3247         u64 start = folio_pos(folio);
3248         u64 end = start + folio_size(folio) - 1;
3249         size_t blocksize = folio->mapping->host->i_sb->s_blocksize;
3250
3251         /* This function is only called for the btree inode */
3252         ASSERT(tree->owner == IO_TREE_BTREE_INODE_IO);
3253
3254         start += ALIGN(offset, blocksize);
3255         if (start > end)
3256                 return 0;
3257
3258         lock_extent(tree, start, end, &cached_state);
3259         folio_wait_writeback(folio);
3260
3261         /*
3262          * Currently for btree io tree, only EXTENT_LOCKED is utilized,
3263          * so here we only need to unlock the extent range to free any
3264          * existing extent state.
3265          */
3266         unlock_extent(tree, start, end, &cached_state);
3267         return 0;
3268 }
3269
3270 /*
3271  * a helper for release_folio, this tests for areas of the page that
3272  * are locked or under IO and drops the related state bits if it is safe
3273  * to drop the page.
3274  */
3275 static int try_release_extent_state(struct extent_io_tree *tree,
3276                                     struct page *page, gfp_t mask)
3277 {
3278         u64 start = page_offset(page);
3279         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
3280         int ret = 1;
3281
3282         if (test_range_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED, 0, NULL)) {
3283                 ret = 0;
3284         } else {
3285                 u32 clear_bits = ~(EXTENT_LOCKED | EXTENT_NODATASUM |
3286                                    EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_CTLBITS);
3287
3288                 /*
3289                  * At this point we can safely clear everything except the
3290                  * locked bit, the nodatasum bit and the delalloc new bit.
3291                  * The delalloc new bit will be cleared by ordered extent
3292                  * completion.
3293                  */
3294                 ret = __clear_extent_bit(tree, start, end, clear_bits, NULL,
3295                                          mask, NULL);
3296
3297                 /* if clear_extent_bit failed for enomem reasons,
3298                  * we can't allow the release to continue.
3299                  */
3300                 if (ret < 0)
3301                         ret = 0;
3302                 else
3303                         ret = 1;
3304         }
3305         return ret;
3306 }
3307
3308 /*
3309  * a helper for release_folio.  As long as there are no locked extents
3310  * in the range corresponding to the page, both state records and extent
3311  * map records are removed
3312  */
3313 int try_release_extent_mapping(struct page *page, gfp_t mask)
3314 {
3315         struct extent_map *em;
3316         u64 start = page_offset(page);
3317         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
3318         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
3319         struct extent_io_tree *tree = &btrfs_inode->io_tree;
3320         struct extent_map_tree *map = &btrfs_inode->extent_tree;
3321
3322         if (gfpflags_allow_blocking(mask) &&
3323             page->mapping->host->i_size > SZ_16M) {
3324                 u64 len;
3325                 while (start <= end) {
3326                         struct btrfs_fs_info *fs_info;
3327                         u64 cur_gen;
3328
3329                         len = end - start + 1;
3330                         write_lock(&map->lock);
3331                         em = lookup_extent_mapping(map, start, len);
3332                         if (!em) {
3333                                 write_unlock(&map->lock);
3334                                 break;
3335                         }
3336                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags) ||
3337                             em->start != start) {
3338                                 write_unlock(&map->lock);
3339                                 free_extent_map(em);
3340                                 break;
3341                         }
3342                         if (test_range_bit(tree, em->start,
3343                                            extent_map_end(em) - 1,
3344                                            EXTENT_LOCKED, 0, NULL))
3345                                 goto next;
3346                         /*
3347                          * If it's not in the list of modified extents, used
3348                          * by a fast fsync, we can remove it. If it's being
3349                          * logged we can safely remove it since fsync took an
3350                          * extra reference on the em.
3351                          */
3352                         if (list_empty(&em->list) ||
3353                             test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags))
3354                                 goto remove_em;
3355                         /*
3356                          * If it's in the list of modified extents, remove it
3357                          * only if its generation is older then the current one,
3358                          * in which case we don't need it for a fast fsync.
3359                          * Otherwise don't remove it, we could be racing with an
3360                          * ongoing fast fsync that could miss the new extent.
3361                          */
3362                         fs_info = btrfs_inode->root->fs_info;
3363                         spin_lock(&fs_info->trans_lock);
3364                         cur_gen = fs_info->generation;
3365                         spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
3366                         if (em->generation >= cur_gen)
3367                                 goto next;
3368 remove_em:
3369                         /*
3370                          * We only remove extent maps that are not in the list of
3371                          * modified extents or that are in the list but with a
3372                          * generation lower then the current generation, so there
3373                          * is no need to set the full fsync flag on the inode (it
3374                          * hurts the fsync performance for workloads with a data
3375                          * size that exceeds or is close to the system's memory).
3376                          */
3377                         remove_extent_mapping(map, em);
3378                         /* once for the rb tree */
3379                         free_extent_map(em);
3380 next:
3381                         start = extent_map_end(em);
3382                         write_unlock(&map->lock);
3383
3384                         /* once for us */
3385                         free_extent_map(em);
3386
3387                         cond_resched(); /* Allow large-extent preemption. */
3388                 }
3389         }
3390         return try_release_extent_state(tree, page, mask);
3391 }
3392
3393 /*
3394  * To cache previous fiemap extent
3395  *
3396  * Will be used for merging fiemap extent
3397  */
3398 struct fiemap_cache {
3399         u64 offset;
3400         u64 phys;
3401         u64 len;
3402         u32 flags;
3403         bool cached;
3404 };
3405
3406 /*
3407  * Helper to submit fiemap extent.
3408  *
3409  * Will try to merge current fiemap extent specified by @offset, @phys,
3410  * @len and @flags with cached one.
3411  * And only when we fails to merge, cached one will be submitted as
3412  * fiemap extent.
3413  *
3414  * Return value is the same as fiemap_fill_next_extent().
3415  */
3416 static int emit_fiemap_extent(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
3417                                 struct fiemap_cache *cache,
3418                                 u64 offset, u64 phys, u64 len, u32 flags)
3419 {
3420         int ret = 0;
3421
3422         /* Set at the end of extent_fiemap(). */
3423         ASSERT((flags & FIEMAP_EXTENT_LAST) == 0);
3424
3425         if (!cache->cached)
3426                 goto assign;
3427
3428         /*
3429          * Sanity check, extent_fiemap() should have ensured that new
3430          * fiemap extent won't overlap with cached one.
3431          * Not recoverable.
3432          *
3433          * NOTE: Physical address can overlap, due to compression
3434          */
3435         if (cache->offset + cache->len > offset) {
3436                 WARN_ON(1);
3437                 return -EINVAL;
3438         }
3439
3440         /*
3441          * Only merges fiemap extents if
3442          * 1) Their logical addresses are continuous
3443          *
3444          * 2) Their physical addresses are continuous
3445          *    So truly compressed (physical size smaller than logical size)
3446          *    extents won't get merged with each other
3447          *
3448          * 3) Share same flags
3449          */
3450         if (cache->offset + cache->len  == offset &&
3451             cache->phys + cache->len == phys  &&
3452             cache->flags == flags) {
3453                 cache->len += len;
3454                 return 0;
3455         }
3456
3457         /* Not mergeable, need to submit cached one */
3458         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
3459                                       cache->len, cache->flags);
3460         cache->cached = false;
3461         if (ret)
3462                 return ret;
3463 assign:
3464         cache->cached = true;
3465         cache->offset = offset;
3466         cache->phys = phys;
3467         cache->len = len;
3468         cache->flags = flags;
3469
3470         return 0;
3471 }
3472
3473 /*
3474  * Emit last fiemap cache
3475  *
3476  * The last fiemap cache may still be cached in the following case:
3477  * 0                  4k                    8k
3478  * |<- Fiemap range ->|
3479  * |<------------  First extent ----------->|
3480  *
3481  * In this case, the first extent range will be cached but not emitted.
3482  * So we must emit it before ending extent_fiemap().
3483  */
3484 static int emit_last_fiemap_cache(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
3485                                   struct fiemap_cache *cache)
3486 {
3487         int ret;
3488
3489         if (!cache->cached)
3490                 return 0;
3491
3492         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
3493                                       cache->len, cache->flags);
3494         cache->cached = false;
3495         if (ret > 0)
3496                 ret = 0;
3497         return ret;
3498 }
3499
3500 static int fiemap_next_leaf_item(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path)
3501 {
3502         struct extent_buffer *clone;
3503         struct btrfs_key key;
3504         int slot;
3505         int ret;
3506
3507         path->slots[0]++;
3508         if (path->slots[0] < btrfs_header_nritems(path->nodes[0]))
3509                 return 0;
3510
3511         ret = btrfs_next_leaf(inode->root, path);
3512         if (ret != 0)
3513                 return ret;
3514
3515         /*
3516          * Don't bother with cloning if there are no more file extent items for
3517          * our inode.
3518          */
3519         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
3520         if (key.objectid != btrfs_ino(inode) || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
3521                 return 1;
3522
3523         /* See the comment at fiemap_search_slot() about why we clone. */
3524         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
3525         if (!clone)
3526                 return -ENOMEM;
3527
3528         slot = path->slots[0];
3529         btrfs_release_path(path);
3530         path->nodes[0] = clone;
3531         path->slots[0] = slot;
3532
3533         return 0;
3534 }
3535
3536 /*
3537  * Search for the first file extent item that starts at a given file offset or
3538  * the one that starts immediately before that offset.
3539  * Returns: 0 on success, < 0 on error, 1 if not found.
3540  */
3541 static int fiemap_search_slot(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
3542                               u64 file_offset)
3543 {
3544         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
3545         struct btrfs_root *root = inode->root;
3546         struct extent_buffer *clone;
3547         struct btrfs_key key;
3548         int slot;
3549         int ret;
3550
3551         key.objectid = ino;
3552         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
3553         key.offset = file_offset;
3554
3555         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3556         if (ret < 0)
3557                 return ret;
3558
3559         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
3560                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0] - 1);
3561                 if (key.objectid == ino && key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
3562                         path->slots[0]--;
3563         }
3564
3565         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
3566                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
3567                 if (ret != 0)
3568                         return ret;
3569
3570                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
3571                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
3572                         return 1;
3573         }
3574
3575         /*
3576          * We clone the leaf and use it during fiemap. This is because while
3577          * using the leaf we do expensive things like checking if an extent is
3578          * shared, which can take a long time. In order to prevent blocking
3579          * other tasks for too long, we use a clone of the leaf. We have locked
3580          * the file range in the inode's io tree, so we know none of our file
3581          * extent items can change. This way we avoid blocking other tasks that
3582          * want to insert items for other inodes in the same leaf or b+tree
3583          * rebalance operations (triggered for example when someone is trying
3584          * to push items into this leaf when trying to insert an item in a
3585          * neighbour leaf).
3586          * We also need the private clone because holding a read lock on an
3587          * extent buffer of the subvolume's b+tree will make lockdep unhappy
3588          * when we call fiemap_fill_next_extent(), because that may cause a page
3589          * fault when filling the user space buffer with fiemap data.
3590          */
3591         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
3592         if (!clone)
3593                 return -ENOMEM;
3594
3595         slot = path->slots[0];
3596         btrfs_release_path(path);
3597         path->nodes[0] = clone;
3598         path->slots[0] = slot;
3599
3600         return 0;
3601 }
3602
3603 /*
3604  * Process a range which is a hole or a prealloc extent in the inode's subvolume
3605  * btree. If @disk_bytenr is 0, we are dealing with a hole, otherwise a prealloc
3606  * extent. The end offset (@end) is inclusive.
3607  */
3608 static int fiemap_process_hole(struct btrfs_inode *inode,
3609                                struct fiemap_extent_info *fieinfo,
3610                                struct fiemap_cache *cache,
3611                                struct extent_state **delalloc_cached_state,
3612                                struct btrfs_backref_share_check_ctx *backref_ctx,
3613                                u64 disk_bytenr, u64 extent_offset,
3614                                u64 extent_gen,
3615                                u64 start, u64 end)
3616 {
3617         const u64 i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
3618         u64 cur_offset = start;
3619         u64 last_delalloc_end = 0;
3620         u32 prealloc_flags = FIEMAP_EXTENT_UNWRITTEN;
3621         bool checked_extent_shared = false;
3622         int ret;
3623
3624         /*
3625          * There can be no delalloc past i_size, so don't waste time looking for
3626          * it beyond i_size.
3627          */
3628         while (cur_offset < end && cur_offset < i_size) {
3629                 u64 delalloc_start;
3630                 u64 delalloc_end;
3631                 u64 prealloc_start;
3632                 u64 prealloc_len = 0;
3633                 bool delalloc;
3634
3635                 delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode, cur_offset, end,
3636                                                         delalloc_cached_state,
3637                                                         &delalloc_start,
3638                                                         &delalloc_end);
3639                 if (!delalloc)
3640                         break;
3641
3642                 /*
3643                  * If this is a prealloc extent we have to report every section
3644                  * of it that has no delalloc.
3645                  */
3646                 if (disk_bytenr != 0) {
3647                         if (last_delalloc_end == 0) {
3648                                 prealloc_start = start;
3649                                 prealloc_len = delalloc_start - start;
3650                         } else {
3651                                 prealloc_start = last_delalloc_end + 1;
3652                                 prealloc_len = delalloc_start - prealloc_start;
3653                         }
3654                 }
3655
3656                 if (prealloc_len > 0) {
3657                         if (!checked_extent_shared && fieinfo->fi_extents_max) {
3658                                 ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
3659                                                                   disk_bytenr,
3660                                                                   extent_gen,
3661                                                                   backref_ctx);
3662                                 if (ret < 0)
3663                                         return ret;
3664                                 else if (ret > 0)
3665                                         prealloc_flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
3666
3667                                 checked_extent_shared = true;
3668                         }
3669                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, prealloc_start,
3670                                                  disk_bytenr + extent_offset,
3671                                                  prealloc_len, prealloc_flags);
3672                         if (ret)
3673                                 return ret;
3674                         extent_offset += prealloc_len;
3675                 }
3676
3677                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, delalloc_start, 0,
3678                                          delalloc_end + 1 - delalloc_start,
3679                                          FIEMAP_EXTENT_DELALLOC |
3680                                          FIEMAP_EXTENT_UNKNOWN);
3681                 if (ret)
3682                         return ret;
3683
3684                 last_delalloc_end = delalloc_end;
3685                 cur_offset = delalloc_end + 1;
3686                 extent_offset += cur_offset - delalloc_start;
3687                 cond_resched();
3688         }
3689
3690         /*
3691          * Either we found no delalloc for the whole prealloc extent or we have
3692          * a prealloc extent that spans i_size or starts at or after i_size.
3693          */
3694         if (disk_bytenr != 0 && last_delalloc_end < end) {
3695                 u64 prealloc_start;
3696                 u64 prealloc_len;
3697
3698                 if (last_delalloc_end == 0) {
3699                         prealloc_start = start;
3700                         prealloc_len = end + 1 - start;
3701                 } else {
3702                         prealloc_start = last_delalloc_end + 1;
3703                         prealloc_len = end + 1 - prealloc_start;
3704                 }
3705
3706                 if (!checked_extent_shared && fieinfo->fi_extents_max) {
3707                         ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
3708                                                           disk_bytenr,
3709                                                           extent_gen,
3710                                                           backref_ctx);
3711                         if (ret < 0)
3712                                 return ret;
3713                         else if (ret > 0)
3714                                 prealloc_flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
3715                 }
3716                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, prealloc_start,
3717                                          disk_bytenr + extent_offset,
3718                                          prealloc_len, prealloc_flags);
3719                 if (ret)
3720                         return ret;
3721         }
3722
3723         return 0;
3724 }
3725
3726 static int fiemap_find_last_extent_offset(struct btrfs_inode *inode,
3727                                           struct btrfs_path *path,
3728                                           u64 *last_extent_end_ret)
3729 {
3730         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
3731         struct btrfs_root *root = inode->root;
3732         struct extent_buffer *leaf;
3733         struct btrfs_file_extent_item *ei;
3734         struct btrfs_key key;
3735         u64 disk_bytenr;
3736         int ret;
3737
3738         /*
3739          * Lookup the last file extent. We're not using i_size here because
3740          * there might be preallocation past i_size.
3741          */
3742         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino, (u64)-1, 0);
3743         /* There can't be a file extent item at offset (u64)-1 */
3744         ASSERT(ret != 0);
3745         if (ret < 0)
3746                 return ret;
3747
3748         /*
3749          * For a non-existing key, btrfs_search_slot() always leaves us at a
3750          * slot > 0, except if the btree is empty, which is impossible because
3751          * at least it has the inode item for this inode and all the items for
3752          * the root inode 256.
3753          */
3754         ASSERT(path->slots[0] > 0);
3755         path->slots[0]--;
3756         leaf = path->nodes[0];
3757         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
3758         if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
3759                 /* No file extent items in the subvolume tree. */
3760                 *last_extent_end_ret = 0;
3761                 return 0;
3762         }
3763
3764         /*
3765          * For an inline extent, the disk_bytenr is where inline data starts at,
3766          * so first check if we have an inline extent item before checking if we
3767          * have an implicit hole (disk_bytenr == 0).
3768          */
3769         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
3770         if (btrfs_file_extent_type(leaf, ei) == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
3771                 *last_extent_end_ret = btrfs_file_extent_end(path);
3772                 return 0;
3773         }
3774
3775         /*
3776          * Find the last file extent item that is not a hole (when NO_HOLES is
3777          * not enabled). This should take at most 2 iterations in the worst
3778          * case: we have one hole file extent item at slot 0 of a leaf and
3779          * another hole file extent item as the last item in the previous leaf.
3780          * This is because we merge file extent items that represent holes.
3781          */
3782         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
3783         while (disk_bytenr == 0) {
3784                 ret = btrfs_previous_item(root, path, ino, BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
3785                 if (ret < 0) {
3786                         return ret;
3787                 } else if (ret > 0) {
3788                         /* No file extent items that are not holes. */
3789                         *last_extent_end_ret = 0;
3790                         return 0;
3791                 }
3792                 leaf = path->nodes[0];
3793                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3794                                     struct btrfs_file_extent_item);
3795                 disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
3796         }
3797
3798         *last_extent_end_ret = btrfs_file_extent_end(path);
3799         return 0;
3800 }
3801
3802 int extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
3803                   u64 start, u64 len)
3804 {
3805         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
3806         struct extent_state *cached_state = NULL;
3807         struct extent_state *delalloc_cached_state = NULL;
3808         struct btrfs_path *path;
3809         struct fiemap_cache cache = { 0 };
3810         struct btrfs_backref_share_check_ctx *backref_ctx;
3811         u64 last_extent_end;
3812         u64 prev_extent_end;
3813         u64 lockstart;
3814         u64 lockend;
3815         bool stopped = false;
3816         int ret;
3817
3818         backref_ctx = btrfs_alloc_backref_share_check_ctx();
3819         path = btrfs_alloc_path();
3820         if (!backref_ctx || !path) {
3821                 ret = -ENOMEM;
3822                 goto out;
3823         }
3824
3825         lockstart = round_down(start, inode->root->fs_info->sectorsize);
3826         lockend = round_up(start + len, inode->root->fs_info->sectorsize);
3827         prev_extent_end = lockstart;
3828
3829         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
3830         lock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
3831
3832         ret = fiemap_find_last_extent_offset(inode, path, &last_extent_end);
3833         if (ret < 0)
3834                 goto out_unlock;
3835         btrfs_release_path(path);
3836
3837         path->reada = READA_FORWARD;
3838         ret = fiemap_search_slot(inode, path, lockstart);
3839         if (ret < 0) {
3840                 goto out_unlock;
3841         } else if (ret > 0) {
3842                 /*
3843                  * No file extent item found, but we may have delalloc between
3844                  * the current offset and i_size. So check for that.
3845                  */
3846                 ret = 0;
3847                 goto check_eof_delalloc;
3848         }
3849
3850         while (prev_extent_end < lockend) {
3851                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
3852                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
3853                 struct btrfs_key key;
3854                 u64 extent_end;
3855                 u64 extent_len;
3856                 u64 extent_offset = 0;
3857                 u64 extent_gen;
3858                 u64 disk_bytenr = 0;
3859                 u64 flags = 0;
3860                 int extent_type;
3861                 u8 compression;
3862
3863                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
3864                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
3865                         break;
3866
3867                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
3868
3869                 /*
3870                  * The first iteration can leave us at an extent item that ends
3871                  * before our range's start. Move to the next item.
3872                  */
3873                 if (extent_end <= lockstart)
3874                         goto next_item;
3875
3876                 backref_ctx->curr_leaf_bytenr = leaf->start;
3877
3878                 /* We have in implicit hole (NO_HOLES feature enabled). */
3879                 if (prev_extent_end < key.offset) {
3880                         const u64 range_end = min(key.offset, lockend) - 1;
3881
3882                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3883                                                   &delalloc_cached_state,
3884                                                   backref_ctx, 0, 0, 0,
3885                                                   prev_extent_end, range_end);
3886                         if (ret < 0) {
3887                                 goto out_unlock;
3888                         } else if (ret > 0) {
3889                                 /* fiemap_fill_next_extent() told us to stop. */
3890                                 stopped = true;
3891                                 break;
3892                         }
3893
3894                         /* We've reached the end of the fiemap range, stop. */
3895                         if (key.offset >= lockend) {
3896                                 stopped = true;
3897                                 break;
3898                         }
3899                 }
3900
3901                 extent_len = extent_end - key.offset;
3902                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3903                                     struct btrfs_file_extent_item);
3904                 compression = btrfs_file_extent_compression(leaf, ei);
3905                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, ei);
3906                 extent_gen = btrfs_file_extent_generation(leaf, ei);
3907
3908                 if (extent_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
3909                         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
3910                         if (compression == BTRFS_COMPRESS_NONE)
3911                                 extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, ei);
3912                 }
3913
3914                 if (compression != BTRFS_COMPRESS_NONE)
3915                         flags |= FIEMAP_EXTENT_ENCODED;
3916
3917                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
3918                         flags |= FIEMAP_EXTENT_DATA_INLINE;
3919                         flags |= FIEMAP_EXTENT_NOT_ALIGNED;
3920                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, key.offset, 0,
3921                                                  extent_len, flags);
3922                 } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
3923                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3924                                                   &delalloc_cached_state,
3925                                                   backref_ctx,
3926                                                   disk_bytenr, extent_offset,
3927                                                   extent_gen, key.offset,
3928                                                   extent_end - 1);
3929                 } else if (disk_bytenr == 0) {
3930                         /* We have an explicit hole. */
3931                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3932                                                   &delalloc_cached_state,
3933                                                   backref_ctx, 0, 0, 0,
3934                                                   key.offset, extent_end - 1);
3935                 } else {
3936                         /* We have a regular extent. */
3937                         if (fieinfo->fi_extents_max) {
3938                                 ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
3939                                                                   disk_bytenr,
3940                                                                   extent_gen,
3941                                                                   backref_ctx);
3942                                 if (ret < 0)
3943                                         goto out_unlock;
3944                                 else if (ret > 0)
3945                                         flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
3946                         }
3947
3948                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, key.offset,
3949                                                  disk_bytenr + extent_offset,
3950                                                  extent_len, flags);
3951                 }
3952
3953                 if (ret < 0) {
3954                         goto out_unlock;
3955                 } else if (ret > 0) {
3956                         /* fiemap_fill_next_extent() told us to stop. */
3957                         stopped = true;
3958                         break;
3959                 }
3960
3961                 prev_extent_end = extent_end;
3962 next_item:
3963                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3964                         ret = -EINTR;
3965                         goto out_unlock;
3966                 }
3967
3968                 ret = fiemap_next_leaf_item(inode, path);
3969                 if (ret < 0) {
3970                         goto out_unlock;
3971                 } else if (ret > 0) {
3972                         /* No more file extent items for this inode. */
3973                         break;
3974                 }
3975                 cond_resched();
3976         }
3977
3978 check_eof_delalloc:
3979         /*
3980          * Release (and free) the path before emitting any final entries to
3981          * fiemap_fill_next_extent() to keep lockdep happy. This is because
3982          * once we find no more file extent items exist, we may have a
3983          * non-cloned leaf, and fiemap_fill_next_extent() can trigger page
3984          * faults when copying data to the user space buffer.
3985          */
3986         btrfs_free_path(path);
3987         path = NULL;
3988
3989         if (!stopped && prev_extent_end < lockend) {
3990                 ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3991                                           &delalloc_cached_state, backref_ctx,
3992                                           0, 0, 0, prev_extent_end, lockend - 1);
3993                 if (ret < 0)
3994                         goto out_unlock;
3995                 prev_extent_end = lockend;
3996         }
3997
3998         if (cache.cached && cache.offset + cache.len >= last_extent_end) {
3999                 const u64 i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
4000
4001                 if (prev_extent_end < i_size) {
4002                         u64 delalloc_start;
4003                         u64 delalloc_end;
4004                         bool delalloc;
4005
4006                         delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode,
4007                                                                 prev_extent_end,
4008                                                                 i_size - 1,
4009                                                                 &delalloc_cached_state,
4010                                                                 &delalloc_start,
4011                                                                 &delalloc_end);
4012                         if (!delalloc)
4013                                 cache.flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
4014                 } else {
4015                         cache.flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
4016                 }
4017         }
4018
4019         ret = emit_last_fiemap_cache(fieinfo, &cache);
4020
4021 out_unlock:
4022         unlock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
4023         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
4024 out:
4025         free_extent_state(delalloc_cached_state);
4026         btrfs_free_backref_share_ctx(backref_ctx);
4027         btrfs_free_path(path);
4028         return ret;
4029 }
4030
4031 static void __free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
4032 {
4033         kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
4034 }
4035
4036 int extent_buffer_under_io(const struct extent_buffer *eb)
4037 {
4038         return (atomic_read(&eb->io_pages) ||
4039                 test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags) ||
4040                 test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
4041 }
4042
4043 static bool page_range_has_eb(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
4044 {
4045         struct btrfs_subpage *subpage;
4046
4047         lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
4048
4049         if (PagePrivate(page)) {
4050                 subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
4051                 if (atomic_read(&subpage->eb_refs))
4052                         return true;
4053                 /*
4054                  * Even there is no eb refs here, we may still have
4055                  * end_page_read() call relying on page::private.
4056                  */
4057                 if (atomic_read(&subpage->readers))
4058                         return true;
4059         }
4060         return false;
4061 }
4062
4063 static void detach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb, struct page *page)
4064 {
4065         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4066         const bool mapped = !test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
4067
4068         /*
4069          * For mapped eb, we're going to change the page private, which should
4070          * be done under the private_lock.
4071          */
4072         if (mapped)
4073                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4074
4075         if (!PagePrivate(page)) {
4076                 if (mapped)
4077                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4078                 return;
4079         }
4080
4081         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
4082                 /*
4083                  * We do this since we'll remove the pages after we've
4084                  * removed the eb from the radix tree, so we could race
4085                  * and have this page now attached to the new eb.  So
4086                  * only clear page_private if it's still connected to
4087                  * this eb.
4088                  */
4089                 if (PagePrivate(page) &&
4090                     page->private == (unsigned long)eb) {
4091                         BUG_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
4092                         BUG_ON(PageDirty(page));
4093                         BUG_ON(PageWriteback(page));
4094                         /*
4095                          * We need to make sure we haven't be attached
4096                          * to a new eb.
4097                          */
4098                         detach_page_private(page);
4099                 }
4100                 if (mapped)
4101                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4102                 return;
4103         }
4104
4105         /*
4106          * For subpage, we can have dummy eb with page private.  In this case,
4107          * we can directly detach the private as such page is only attached to
4108          * one dummy eb, no sharing.
4109          */
4110         if (!mapped) {
4111                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
4112                 return;
4113         }
4114
4115         btrfs_page_dec_eb_refs(fs_info, page);
4116
4117         /*
4118          * We can only detach the page private if there are no other ebs in the
4119          * page range and no unfinished IO.
4120          */
4121         if (!page_range_has_eb(fs_info, page))
4122                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
4123
4124         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4125 }
4126
4127 /* Release all pages attached to the extent buffer */
4128 static void btrfs_release_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb)
4129 {
4130         int i;
4131         int num_pages;
4132
4133         ASSERT(!extent_buffer_under_io(eb));
4134
4135         num_pages = num_extent_pages(eb);
4136         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4137                 struct page *page = eb->pages[i];
4138
4139                 if (!page)
4140                         continue;
4141
4142                 detach_extent_buffer_page(eb, page);
4143
4144                 /* One for when we allocated the page */
4145                 put_page(page);
4146         }
4147 }
4148
4149 /*
4150  * Helper for releasing the extent buffer.
4151  */
4152 static inline void btrfs_release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
4153 {
4154         btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
4155         btrfs_leak_debug_del_eb(eb);
4156         __free_extent_buffer(eb);
4157 }
4158
4159 static struct extent_buffer *
4160 __alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start,
4161                       unsigned long len)
4162 {
4163         struct extent_buffer *eb = NULL;
4164
4165         eb = kmem_cache_zalloc(extent_buffer_cache, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
4166         eb->start = start;
4167         eb->len = len;
4168         eb->fs_info = fs_info;
4169         init_rwsem(&eb->lock);
4170
4171         btrfs_leak_debug_add_eb(eb);
4172         INIT_LIST_HEAD(&eb->release_list);
4173
4174         spin_lock_init(&eb->refs_lock);
4175         atomic_set(&eb->refs, 1);
4176         atomic_set(&eb->io_pages, 0);
4177
4178         ASSERT(len <= BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE);
4179
4180         return eb;
4181 }
4182
4183 struct extent_buffer *btrfs_clone_extent_buffer(const struct extent_buffer *src)
4184 {
4185         int i;
4186         struct extent_buffer *new;
4187         int num_pages = num_extent_pages(src);
4188         int ret;
4189
4190         new = __alloc_extent_buffer(src->fs_info, src->start, src->len);
4191         if (new == NULL)
4192                 return NULL;
4193
4194         /*
4195          * Set UNMAPPED before calling btrfs_release_extent_buffer(), as
4196          * btrfs_release_extent_buffer() have different behavior for
4197          * UNMAPPED subpage extent buffer.
4198          */
4199         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &new->bflags);
4200
4201         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, new->pages);
4202         if (ret) {
4203                 btrfs_release_extent_buffer(new);
4204                 return NULL;
4205         }
4206
4207         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4208                 int ret;
4209                 struct page *p = new->pages[i];
4210
4211                 ret = attach_extent_buffer_page(new, p, NULL);
4212                 if (ret < 0) {
4213                         btrfs_release_extent_buffer(new);
4214                         return NULL;
4215                 }
4216                 WARN_ON(PageDirty(p));
4217                 copy_page(page_address(p), page_address(src->pages[i]));
4218         }
4219         set_extent_buffer_uptodate(new);
4220
4221         return new;
4222 }
4223
4224 struct extent_buffer *__alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4225                                                   u64 start, unsigned long len)
4226 {
4227         struct extent_buffer *eb;
4228         int num_pages;
4229         int i;
4230         int ret;
4231
4232         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
4233         if (!eb)
4234                 return NULL;
4235
4236         num_pages = num_extent_pages(eb);
4237         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, eb->pages);
4238         if (ret)
4239                 goto err;
4240
4241         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4242                 struct page *p = eb->pages[i];
4243
4244                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, NULL);
4245                 if (ret < 0)
4246                         goto err;
4247         }
4248
4249         set_extent_buffer_uptodate(eb);
4250         btrfs_set_header_nritems(eb, 0);
4251         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
4252
4253         return eb;
4254 err:
4255         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4256                 if (eb->pages[i]) {
4257                         detach_extent_buffer_page(eb, eb->pages[i]);
4258                         __free_page(eb->pages[i]);
4259                 }
4260         }
4261         __free_extent_buffer(eb);
4262         return NULL;
4263 }
4264
4265 struct extent_buffer *alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4266                                                 u64 start)
4267 {
4268         return __alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start, fs_info->nodesize);
4269 }
4270
4271 static void check_buffer_tree_ref(struct extent_buffer *eb)
4272 {
4273         int refs;
4274         /*
4275          * The TREE_REF bit is first set when the extent_buffer is added
4276          * to the radix tree. It is also reset, if unset, when a new reference
4277          * is created by find_extent_buffer.
4278          *
4279          * It is only cleared in two cases: freeing the last non-tree
4280          * reference to the extent_buffer when its STALE bit is set or
4281          * calling release_folio when the tree reference is the only reference.
4282          *
4283          * In both cases, care is taken to ensure that the extent_buffer's
4284          * pages are not under io. However, release_folio can be concurrently
4285          * called with creating new references, which is prone to race
4286          * conditions between the calls to check_buffer_tree_ref in those
4287          * codepaths and clearing TREE_REF in try_release_extent_buffer.
4288          *
4289          * The actual lifetime of the extent_buffer in the radix tree is
4290          * adequately protected by the refcount, but the TREE_REF bit and
4291          * its corresponding reference are not. To protect against this
4292          * class of races, we call check_buffer_tree_ref from the codepaths
4293          * which trigger io after they set eb->io_pages. Note that once io is
4294          * initiated, TREE_REF can no longer be cleared, so that is the
4295          * moment at which any such race is best fixed.
4296          */
4297         refs = atomic_read(&eb->refs);
4298         if (refs >= 2 && test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
4299                 return;
4300
4301         spin_lock(&eb->refs_lock);
4302         if (!test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
4303                 atomic_inc(&eb->refs);
4304         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4305 }
4306
4307 static void mark_extent_buffer_accessed(struct extent_buffer *eb,
4308                 struct page *accessed)
4309 {
4310         int num_pages, i;
4311
4312         check_buffer_tree_ref(eb);
4313
4314         num_pages = num_extent_pages(eb);
4315         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4316                 struct page *p = eb->pages[i];
4317
4318                 if (p != accessed)
4319                         mark_page_accessed(p);
4320         }
4321 }
4322
4323 struct extent_buffer *find_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4324                                          u64 start)
4325 {
4326         struct extent_buffer *eb;
4327
4328         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
4329         if (!eb)
4330                 return NULL;
4331         /*
4332          * Lock our eb's refs_lock to avoid races with free_extent_buffer().
4333          * When we get our eb it might be flagged with EXTENT_BUFFER_STALE and
4334          * another task running free_extent_buffer() might have seen that flag
4335          * set, eb->refs == 2, that the buffer isn't under IO (dirty and
4336          * writeback flags not set) and it's still in the tree (flag
4337          * EXTENT_BUFFER_TREE_REF set), therefore being in the process of
4338          * decrementing the extent buffer's reference count twice.  So here we
4339          * could race and increment the eb's reference count, clear its stale
4340          * flag, mark it as dirty and drop our reference before the other task
4341          * finishes executing free_extent_buffer, which would later result in
4342          * an attempt to free an extent buffer that is dirty.
4343          */
4344         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags)) {
4345                 spin_lock(&eb->refs_lock);
4346                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4347         }
4348         mark_extent_buffer_accessed(eb, NULL);
4349         return eb;
4350 }
4351
4352 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
4353 struct extent_buffer *alloc_test_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4354                                         u64 start)
4355 {
4356         struct extent_buffer *eb, *exists = NULL;
4357         int ret;
4358
4359         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
4360         if (eb)
4361                 return eb;
4362         eb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start);
4363         if (!eb)
4364                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4365         eb->fs_info = fs_info;
4366 again:
4367         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
4368         if (ret) {
4369                 exists = ERR_PTR(ret);
4370                 goto free_eb;
4371         }
4372         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
4373         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
4374                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
4375         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4376         radix_tree_preload_end();
4377         if (ret == -EEXIST) {
4378                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
4379                 if (exists)
4380                         goto free_eb;
4381                 else
4382                         goto again;
4383         }
4384         check_buffer_tree_ref(eb);
4385         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
4386
4387         return eb;
4388 free_eb:
4389         btrfs_release_extent_buffer(eb);
4390         return exists;
4391 }
4392 #endif
4393
4394 static struct extent_buffer *grab_extent_buffer(
4395                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
4396 {
4397         struct extent_buffer *exists;
4398
4399         /*
4400          * For subpage case, we completely rely on radix tree to ensure we
4401          * don't try to insert two ebs for the same bytenr.  So here we always
4402          * return NULL and just continue.
4403          */
4404         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
4405                 return NULL;
4406
4407         /* Page not yet attached to an extent buffer */
4408         if (!PagePrivate(page))
4409                 return NULL;
4410
4411         /*
4412          * We could have already allocated an eb for this page and attached one
4413          * so lets see if we can get a ref on the existing eb, and if we can we
4414          * know it's good and we can just return that one, else we know we can
4415          * just overwrite page->private.
4416          */
4417         exists = (struct extent_buffer *)page->private;
4418         if (atomic_inc_not_zero(&exists->refs))
4419                 return exists;
4420
4421         WARN_ON(PageDirty(page));
4422         detach_page_private(page);
4423         return NULL;
4424 }
4425
4426 static int check_eb_alignment(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
4427 {
4428         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize)) {
4429                 btrfs_err(fs_info, "bad tree block start %llu", start);
4430                 return -EINVAL;
4431         }
4432
4433         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE &&
4434             offset_in_page(start) + fs_info->nodesize > PAGE_SIZE) {
4435                 btrfs_err(fs_info,
4436                 "tree block crosses page boundary, start %llu nodesize %u",
4437                           start, fs_info->nodesize);
4438                 return -EINVAL;
4439         }
4440         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE &&
4441             !PAGE_ALIGNED(start)) {
4442                 btrfs_err(fs_info,
4443                 "tree block is not page aligned, start %llu nodesize %u",
4444                           start, fs_info->nodesize);
4445                 return -EINVAL;
4446         }
4447         return 0;
4448 }
4449
4450 struct extent_buffer *alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4451                                           u64 start, u64 owner_root, int level)
4452 {
4453         unsigned long len = fs_info->nodesize;
4454         int num_pages;
4455         int i;
4456         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
4457         struct extent_buffer *eb;
4458         struct extent_buffer *exists = NULL;
4459         struct page *p;
4460         struct address_space *mapping = fs_info->btree_inode->i_mapping;
4461         u64 lockdep_owner = owner_root;
4462         int uptodate = 1;
4463         int ret;
4464
4465         if (check_eb_alignment(fs_info, start))
4466                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4467
4468 #if BITS_PER_LONG == 32
4469         if (start >= MAX_LFS_FILESIZE) {
4470                 btrfs_err_rl(fs_info,
4471                 "extent buffer %llu is beyond 32bit page cache limit", start);
4472                 btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
4473                 return ERR_PTR(-EOVERFLOW);
4474         }
4475         if (start >= BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
4476                 btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
4477 #endif
4478
4479         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
4480         if (eb)
4481                 return eb;
4482
4483         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
4484         if (!eb)
4485                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4486
4487         /*
4488          * The reloc trees are just snapshots, so we need them to appear to be
4489          * just like any other fs tree WRT lockdep.
4490          */
4491         if (lockdep_owner == BTRFS_TREE_RELOC_OBJECTID)
4492                 lockdep_owner = BTRFS_FS_TREE_OBJECTID;
4493
4494         btrfs_set_buffer_lockdep_class(lockdep_owner, eb, level);
4495
4496         num_pages = num_extent_pages(eb);
4497         for (i = 0; i < num_pages; i++, index++) {
4498                 struct btrfs_subpage *prealloc = NULL;
4499
4500                 p = find_or_create_page(mapping, index, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
4501                 if (!p) {
4502                         exists = ERR_PTR(-ENOMEM);
4503                         goto free_eb;
4504                 }
4505
4506                 /*
4507                  * Preallocate page->private for subpage case, so that we won't
4508                  * allocate memory with private_lock hold.  The memory will be
4509                  * freed by attach_extent_buffer_page() or freed manually if
4510                  * we exit earlier.
4511                  *
4512                  * Although we have ensured one subpage eb can only have one
4513                  * page, but it may change in the future for 16K page size
4514                  * support, so we still preallocate the memory in the loop.
4515                  */
4516                 if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
4517                         prealloc = btrfs_alloc_subpage(fs_info, BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
4518                         if (IS_ERR(prealloc)) {
4519                                 ret = PTR_ERR(prealloc);
4520                                 unlock_page(p);
4521                                 put_page(p);
4522                                 exists = ERR_PTR(ret);
4523                                 goto free_eb;
4524                         }
4525                 }
4526
4527                 spin_lock(&mapping->private_lock);
4528                 exists = grab_extent_buffer(fs_info, p);
4529                 if (exists) {
4530                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
4531                         unlock_page(p);
4532                         put_page(p);
4533                         mark_extent_buffer_accessed(exists, p);
4534                         btrfs_free_subpage(prealloc);
4535                         goto free_eb;
4536                 }
4537                 /* Should not fail, as we have preallocated the memory */
4538                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, prealloc);
4539                 ASSERT(!ret);
4540                 /*
4541                  * To inform we have extra eb under allocation, so that
4542                  * detach_extent_buffer_page() won't release the page private
4543                  * when the eb hasn't yet been inserted into radix tree.
4544                  *
4545                  * The ref will be decreased when the eb released the page, in
4546                  * detach_extent_buffer_page().
4547                  * Thus needs no special handling in error path.
4548                  */
4549                 btrfs_page_inc_eb_refs(fs_info, p);
4550                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4551
4552                 WARN_ON(btrfs_page_test_dirty(fs_info, p, eb->start, eb->len));
4553                 eb->pages[i] = p;
4554                 if (!PageUptodate(p))
4555                         uptodate = 0;
4556
4557                 /*
4558                  * We can't unlock the pages just yet since the extent buffer
4559                  * hasn't been properly inserted in the radix tree, this
4560                  * opens a race with btree_release_folio which can free a page
4561                  * while we are still filling in all pages for the buffer and
4562                  * we could crash.
4563                  */
4564         }
4565         if (uptodate)
4566                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4567 again:
4568         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
4569         if (ret) {
4570                 exists = ERR_PTR(ret);
4571                 goto free_eb;
4572         }
4573
4574         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
4575         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
4576                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
4577         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4578         radix_tree_preload_end();
4579         if (ret == -EEXIST) {
4580                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
4581                 if (exists)
4582                         goto free_eb;
4583                 else
4584                         goto again;
4585         }
4586         /* add one reference for the tree */
4587         check_buffer_tree_ref(eb);
4588         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
4589
4590         /*
4591          * Now it's safe to unlock the pages because any calls to
4592          * btree_release_folio will correctly detect that a page belongs to a
4593          * live buffer and won't free them prematurely.
4594          */
4595         for (i = 0; i < num_pages; i++)
4596                 unlock_page(eb->pages[i]);
4597         return eb;
4598
4599 free_eb:
4600         WARN_ON(!atomic_dec_and_test(&eb->refs));
4601         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4602                 if (eb->pages[i])
4603                         unlock_page(eb->pages[i]);
4604         }
4605
4606         btrfs_release_extent_buffer(eb);
4607         return exists;
4608 }
4609
4610 static inline void btrfs_release_extent_buffer_rcu(struct rcu_head *head)
4611 {
4612         struct extent_buffer *eb =
4613                         container_of(head, struct extent_buffer, rcu_head);
4614
4615         __free_extent_buffer(eb);
4616 }
4617
4618 static int release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
4619         __releases(&eb->refs_lock)
4620 {
4621         lockdep_assert_held(&eb->refs_lock);
4622
4623         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
4624         if (atomic_dec_and_test(&eb->refs)) {
4625                 if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags)) {
4626                         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4627
4628                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4629
4630                         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
4631                         radix_tree_delete(&fs_info->buffer_radix,
4632                                           eb->start >> fs_info->sectorsize_bits);
4633                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4634                 } else {
4635                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4636                 }
4637
4638                 btrfs_leak_debug_del_eb(eb);
4639                 /* Should be safe to release our pages at this point */
4640                 btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
4641 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
4642                 if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags))) {
4643                         __free_extent_buffer(eb);
4644                         return 1;
4645                 }
4646 #endif
4647                 call_rcu(&eb->rcu_head, btrfs_release_extent_buffer_rcu);
4648                 return 1;
4649         }
4650         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4651
4652         return 0;
4653 }
4654
4655 void free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
4656 {
4657         int refs;
4658         if (!eb)
4659                 return;
4660
4661         refs = atomic_read(&eb->refs);
4662         while (1) {
4663                 if ((!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) && refs <= 3)
4664                     || (test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) &&
4665                         refs == 1))
4666                         break;
4667                 if (atomic_try_cmpxchg(&eb->refs, &refs, refs - 1))
4668                         return;
4669         }
4670
4671         spin_lock(&eb->refs_lock);
4672         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 &&
4673             test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags) &&
4674             !extent_buffer_under_io(eb) &&
4675             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
4676                 atomic_dec(&eb->refs);
4677
4678         /*
4679          * I know this is terrible, but it's temporary until we stop tracking
4680          * the uptodate bits and such for the extent buffers.
4681          */
4682         release_extent_buffer(eb);
4683 }
4684
4685 void free_extent_buffer_stale(struct extent_buffer *eb)
4686 {
4687         if (!eb)
4688                 return;
4689
4690         spin_lock(&eb->refs_lock);
4691         set_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags);
4692
4693         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 && !extent_buffer_under_io(eb) &&
4694             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
4695                 atomic_dec(&eb->refs);
4696         release_extent_buffer(eb);
4697 }
4698
4699 static void btree_clear_page_dirty(struct page *page)
4700 {
4701         ASSERT(PageDirty(page));
4702         ASSERT(PageLocked(page));
4703         clear_page_dirty_for_io(page);
4704         xa_lock_irq(&page->mapping->i_pages);
4705         if (!PageDirty(page))
4706                 __xa_clear_mark(&page->mapping->i_pages,
4707                                 page_index(page), PAGECACHE_TAG_DIRTY);
4708         xa_unlock_irq(&page->mapping->i_pages);
4709 }
4710
4711 static void clear_subpage_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
4712 {
4713         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4714         struct page *page = eb->pages[0];
4715         bool last;
4716
4717         /* btree_clear_page_dirty() needs page locked */
4718         lock_page(page);
4719         last = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page, eb->start,
4720                                                   eb->len);
4721         if (last)
4722                 btree_clear_page_dirty(page);
4723         unlock_page(page);
4724         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
4725 }
4726
4727 void clear_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
4728 {
4729         int i;
4730         int num_pages;
4731         struct page *page;
4732
4733         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
4734                 return clear_subpage_extent_buffer_dirty(eb);
4735
4736         num_pages = num_extent_pages(eb);
4737
4738         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4739                 page = eb->pages[i];
4740                 if (!PageDirty(page))
4741                         continue;
4742                 lock_page(page);
4743                 btree_clear_page_dirty(page);
4744                 ClearPageError(page);
4745                 unlock_page(page);
4746         }
4747         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
4748 }
4749
4750 bool set_extent_buffer_dirty(struct extent_buffer *eb)
4751 {
4752         int i;
4753         int num_pages;
4754         bool was_dirty;
4755
4756         check_buffer_tree_ref(eb);
4757
4758         was_dirty = test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags);
4759
4760         num_pages = num_extent_pages(eb);
4761         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
4762         WARN_ON(!test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags));
4763
4764         if (!was_dirty) {
4765                 bool subpage = eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE;
4766
4767                 /*
4768                  * For subpage case, we can have other extent buffers in the
4769                  * same page, and in clear_subpage_extent_buffer_dirty() we
4770                  * have to clear page dirty without subpage lock held.
4771                  * This can cause race where our page gets dirty cleared after
4772                  * we just set it.
4773                  *
4774                  * Thankfully, clear_subpage_extent_buffer_dirty() has locked
4775                  * its page for other reasons, we can use page lock to prevent
4776                  * the above race.
4777                  */
4778                 if (subpage)
4779                         lock_page(eb->pages[0]);
4780                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
4781                         btrfs_page_set_dirty(eb->fs_info, eb->pages[i],
4782                                              eb->start, eb->len);
4783                 if (subpage)
4784                         unlock_page(eb->pages[0]);
4785         }
4786 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
4787         for (i = 0; i < num_pages; i++)
4788                 ASSERT(PageDirty(eb->pages[i]));
4789 #endif
4790
4791         return was_dirty;
4792 }
4793
4794 void clear_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
4795 {
4796         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4797         struct page *page;
4798         int num_pages;
4799         int i;
4800
4801         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4802         num_pages = num_extent_pages(eb);
4803         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4804                 page = eb->pages[i];
4805                 if (!page)
4806                         continue;
4807
4808                 /*
4809                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
4810                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
4811                  */
4812                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
4813                         ClearPageUptodate(page);
4814                 else
4815                         btrfs_subpage_clear_uptodate(fs_info, page, eb->start,
4816                                                      eb->len);
4817         }
4818 }
4819
4820 void set_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
4821 {
4822         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4823         struct page *page;
4824         int num_pages;
4825         int i;
4826
4827         set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4828         num_pages = num_extent_pages(eb);
4829         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4830                 page = eb->pages[i];
4831
4832                 /*
4833                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
4834                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
4835                  */
4836                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
4837                         SetPageUptodate(page);
4838                 else
4839                         btrfs_subpage_set_uptodate(fs_info, page, eb->start,
4840                                                    eb->len);
4841         }
4842 }
4843
4844 static int read_extent_buffer_subpage(struct extent_buffer *eb, int wait,
4845                                       int mirror_num,
4846                                       struct btrfs_tree_parent_check *check)
4847 {
4848         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4849         struct extent_io_tree *io_tree;
4850         struct page *page = eb->pages[0];
4851         struct extent_state *cached_state = NULL;
4852         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
4853                 .mirror_num = mirror_num,
4854                 .parent_check = check,
4855         };
4856         int ret = 0;
4857
4858         ASSERT(!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags));
4859         ASSERT(PagePrivate(page));
4860         ASSERT(check);
4861         io_tree = &BTRFS_I(fs_info->btree_inode)->io_tree;
4862
4863         if (wait == WAIT_NONE) {
4864                 if (!try_lock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1,
4865                                      &cached_state))
4866                         return -EAGAIN;
4867         } else {
4868                 ret = lock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1,
4869                                   &cached_state);
4870                 if (ret < 0)
4871                         return ret;
4872         }
4873
4874         ret = 0;
4875         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags) ||
4876             PageUptodate(page) ||
4877             btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page, eb->start, eb->len)) {
4878                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4879                 unlock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1,
4880                               &cached_state);
4881                 return ret;
4882         }
4883
4884         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
4885         eb->read_mirror = 0;
4886         atomic_set(&eb->io_pages, 1);
4887         check_buffer_tree_ref(eb);
4888         bio_ctrl.end_io_func = end_bio_extent_readpage;
4889
4890         btrfs_subpage_clear_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4891
4892         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4893         ret = submit_extent_page(REQ_OP_READ, NULL, &bio_ctrl,
4894                                  eb->start, page, eb->len,
4895                                  eb->start - page_offset(page), 0, true);
4896         if (ret) {
4897                 /*
4898                  * In the endio function, if we hit something wrong we will
4899                  * increase the io_pages, so here we need to decrease it for
4900                  * error path.
4901                  */
4902                 atomic_dec(&eb->io_pages);
4903         }
4904         submit_one_bio(&bio_ctrl);
4905         if (ret || wait != WAIT_COMPLETE) {
4906                 free_extent_state(cached_state);
4907                 return ret;
4908         }
4909
4910         wait_extent_bit(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1,
4911                         EXTENT_LOCKED, &cached_state);
4912         if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
4913                 ret = -EIO;
4914         return ret;
4915 }
4916
4917 int read_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb, int wait, int mirror_num,
4918                              struct btrfs_tree_parent_check *check)
4919 {
4920         int i;
4921         struct page *page;
4922         int err;
4923         int ret = 0;
4924         int locked_pages = 0;
4925         int all_uptodate = 1;
4926         int num_pages;
4927         unsigned long num_reads = 0;
4928         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
4929                 .mirror_num = mirror_num,
4930                 .parent_check = check,
4931         };
4932
4933         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
4934                 return 0;
4935
4936         /*
4937          * We could have had EXTENT_BUFFER_UPTODATE cleared by the write
4938          * operation, which could potentially still be in flight.  In this case
4939          * we simply want to return an error.
4940          */
4941         if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)))
4942                 return -EIO;
4943
4944         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
4945                 return read_extent_buffer_subpage(eb, wait, mirror_num, check);
4946
4947         num_pages = num_extent_pages(eb);
4948         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4949                 page = eb->pages[i];
4950                 if (wait == WAIT_NONE) {
4951                         /*
4952                          * WAIT_NONE is only utilized by readahead. If we can't
4953                          * acquire the lock atomically it means either the eb
4954                          * is being read out or under modification.
4955                          * Either way the eb will be or has been cached,
4956                          * readahead can exit safely.
4957                          */
4958                         if (!trylock_page(page))
4959                                 goto unlock_exit;
4960                 } else {
4961                         lock_page(page);
4962                 }
4963                 locked_pages++;
4964         }
4965         /*
4966          * We need to firstly lock all pages to make sure that
4967          * the uptodate bit of our pages won't be affected by
4968          * clear_extent_buffer_uptodate().
4969          */
4970         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4971                 page = eb->pages[i];
4972                 if (!PageUptodate(page)) {
4973                         num_reads++;
4974                         all_uptodate = 0;
4975                 }
4976         }
4977
4978         if (all_uptodate) {
4979                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4980                 goto unlock_exit;
4981         }
4982
4983         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
4984         eb->read_mirror = 0;
4985         atomic_set(&eb->io_pages, num_reads);
4986         /*
4987          * It is possible for release_folio to clear the TREE_REF bit before we
4988          * set io_pages. See check_buffer_tree_ref for a more detailed comment.
4989          */
4990         check_buffer_tree_ref(eb);
4991         bio_ctrl.end_io_func = end_bio_extent_readpage;
4992         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4993                 page = eb->pages[i];
4994
4995                 if (!PageUptodate(page)) {
4996                         if (ret) {
4997                                 atomic_dec(&eb->io_pages);
4998                                 unlock_page(page);
4999                                 continue;
5000                         }
5001
5002                         ClearPageError(page);
5003                         err = submit_extent_page(REQ_OP_READ, NULL,
5004                                          &bio_ctrl, page_offset(page), page,
5005                                          PAGE_SIZE, 0, 0, false);
5006                         if (err) {
5007                                 /*
5008                                  * We failed to submit the bio so it's the
5009                                  * caller's responsibility to perform cleanup
5010                                  * i.e unlock page/set error bit.
5011                                  */
5012                                 ret = err;
5013                                 SetPageError(page);
5014                                 unlock_page(page);
5015                                 atomic_dec(&eb->io_pages);
5016                         }
5017                 } else {
5018                         unlock_page(page);
5019                 }
5020         }
5021
5022         submit_one_bio(&bio_ctrl);
5023
5024         if (ret || wait != WAIT_COMPLETE)
5025                 return ret;
5026
5027         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5028                 page = eb->pages[i];
5029                 wait_on_page_locked(page);
5030                 if (!PageUptodate(page))
5031                         ret = -EIO;
5032         }
5033
5034         return ret;
5035
5036 unlock_exit:
5037         while (locked_pages > 0) {
5038                 locked_pages--;
5039                 page = eb->pages[locked_pages];
5040                 unlock_page(page);
5041         }
5042         return ret;
5043 }
5044
5045 static bool report_eb_range(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
5046                             unsigned long len)
5047 {
5048         btrfs_warn(eb->fs_info,
5049                 "access to eb bytenr %llu len %lu out of range start %lu len %lu",
5050                 eb->start, eb->len, start, len);
5051         WARN_ON(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG));
5052
5053         return true;
5054 }
5055
5056 /*
5057  * Check if the [start, start + len) range is valid before reading/writing
5058  * the eb.
5059  * NOTE: @start and @len are offset inside the eb, not logical address.
5060  *
5061  * Caller should not touch the dst/src memory if this function returns error.
5062  */
5063 static inline int check_eb_range(const struct extent_buffer *eb,
5064                                  unsigned long start, unsigned long len)
5065 {
5066         unsigned long offset;
5067
5068         /* start, start + len should not go beyond eb->len nor overflow */
5069         if (unlikely(check_add_overflow(start, len, &offset) || offset > eb->len))
5070                 return report_eb_range(eb, start, len);
5071
5072         return false;
5073 }
5074
5075 void read_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, void *dstv,
5076                         unsigned long start, unsigned long len)
5077 {
5078         size_t cur;
5079         size_t offset;
5080         struct page *page;
5081         char *kaddr;
5082         char *dst = (char *)dstv;
5083         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
5084
5085         if (check_eb_range(eb, start, len))
5086                 return;
5087
5088         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
5089
5090         while (len > 0) {
5091                 page = eb->pages[i];
5092
5093                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
5094                 kaddr = page_address(page);
5095                 memcpy(dst, kaddr + offset, cur);
5096
5097                 dst += cur;
5098                 len -= cur;
5099                 offset = 0;
5100                 i++;
5101         }
5102 }
5103
5104 int read_extent_buffer_to_user_nofault(const struct extent_buffer *eb,
5105                                        void __user *dstv,
5106                                        unsigned long start, unsigned long len)
5107 {
5108         size_t cur;
5109         size_t offset;
5110         struct page *page;
5111         char *kaddr;
5112         char __user *dst = (char __user *)dstv;
5113         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
5114         int ret = 0;
5115
5116         WARN_ON(start > eb->len);
5117         WARN_ON(start + len > eb->start + eb->len);
5118
5119         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
5120
5121         while (len > 0) {
5122                 page = eb->pages[i];
5123
5124                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
5125                 kaddr = page_address(page);
5126                 if (copy_to_user_nofault(dst, kaddr + offset, cur)) {
5127                         ret = -EFAULT;
5128                         break;
5129                 }
5130
5131                 dst += cur;
5132                 len -= cur;
5133                 offset = 0;
5134                 i++;
5135         }
5136
5137         return ret;
5138 }
5139
5140 int memcmp_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *ptrv,
5141                          unsigned long start, unsigned long len)
5142 {
5143         size_t cur;
5144         size_t offset;
5145         struct page *page;
5146         char *kaddr;
5147         char *ptr = (char *)ptrv;
5148         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
5149         int ret = 0;
5150
5151         if (check_eb_range(eb, start, len))
5152                 return -EINVAL;
5153
5154         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
5155
5156         while (len > 0) {
5157                 page = eb->pages[i];
5158
5159                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
5160
5161                 kaddr = page_address(page);
5162                 ret = memcmp(ptr, kaddr + offset, cur);
5163                 if (ret)
5164                         break;
5165
5166                 ptr += cur;
5167                 len -= cur;
5168                 offset = 0;
5169                 i++;
5170         }
5171         return ret;
5172 }
5173
5174 /*
5175  * Check that the extent buffer is uptodate.
5176  *
5177  * For regular sector size == PAGE_SIZE case, check if @page is uptodate.
5178  * For subpage case, check if the range covered by the eb has EXTENT_UPTODATE.
5179  */
5180 static void assert_eb_page_uptodate(const struct extent_buffer *eb,
5181                                     struct page *page)
5182 {
5183         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
5184
5185         /*
5186          * If we are using the commit root we could potentially clear a page
5187          * Uptodate while we're using the extent buffer that we've previously
5188          * looked up.  We don't want to complain in this case, as the page was
5189          * valid before, we just didn't write it out.  Instead we want to catch
5190          * the case where we didn't actually read the block properly, which
5191          * would have !PageUptodate && !PageError, as we clear PageError before
5192          * reading.
5193          */
5194         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
5195                 bool uptodate, error;
5196
5197                 uptodate = btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page,
5198                                                        eb->start, eb->len);
5199                 error = btrfs_subpage_test_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
5200                 WARN_ON(!uptodate && !error);
5201         } else {
5202                 WARN_ON(!PageUptodate(page) && !PageError(page));
5203         }
5204 }
5205
5206 void write_extent_buffer_chunk_tree_uuid(const struct extent_buffer *eb,
5207                 const void *srcv)
5208 {
5209         char *kaddr;
5210
5211         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
5212         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
5213                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header,
5214                                                    chunk_tree_uuid));
5215         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
5216 }
5217
5218 void write_extent_buffer_fsid(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv)
5219 {
5220         char *kaddr;
5221
5222         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
5223         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
5224                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header, fsid));
5225         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
5226 }
5227
5228 void write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv,
5229                          unsigned long start, unsigned long len)
5230 {
5231         size_t cur;
5232         size_t offset;
5233         struct page *page;
5234         char *kaddr;
5235         char *src = (char *)srcv;
5236         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
5237
5238         WARN_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags));
5239
5240         if (check_eb_range(eb, start, len))
5241                 return;
5242
5243         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
5244
5245         while (len > 0) {
5246                 page = eb->pages[i];
5247                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5248
5249                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
5250                 kaddr = page_address(page);
5251                 memcpy(kaddr + offset, src, cur);
5252
5253                 src += cur;
5254                 len -= cur;
5255                 offset = 0;
5256                 i++;
5257         }
5258 }
5259
5260 void memzero_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
5261                 unsigned long len)
5262 {
5263         size_t cur;
5264         size_t offset;
5265         struct page *page;
5266         char *kaddr;
5267         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
5268
5269         if (check_eb_range(eb, start, len))
5270                 return;
5271
5272         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
5273
5274         while (len > 0) {
5275                 page = eb->pages[i];
5276                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5277
5278                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
5279                 kaddr = page_address(page);
5280                 memset(kaddr + offset, 0, cur);
5281
5282                 len -= cur;
5283                 offset = 0;
5284                 i++;
5285         }
5286 }
5287
5288 void copy_extent_buffer_full(const struct extent_buffer *dst,
5289                              const struct extent_buffer *src)
5290 {
5291         int i;
5292         int num_pages;
5293
5294         ASSERT(dst->len == src->len);
5295
5296         if (dst->fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
5297                 num_pages = num_extent_pages(dst);
5298                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
5299                         copy_page(page_address(dst->pages[i]),
5300                                   page_address(src->pages[i]));
5301         } else {
5302                 size_t src_offset = get_eb_offset_in_page(src, 0);
5303                 size_t dst_offset = get_eb_offset_in_page(dst, 0);
5304
5305                 ASSERT(src->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE);
5306                 memcpy(page_address(dst->pages[0]) + dst_offset,
5307                        page_address(src->pages[0]) + src_offset,
5308                        src->len);
5309         }
5310 }
5311
5312 void copy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
5313                         const struct extent_buffer *src,
5314                         unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
5315                         unsigned long len)
5316 {
5317         u64 dst_len = dst->len;
5318         size_t cur;
5319         size_t offset;
5320         struct page *page;
5321         char *kaddr;
5322         unsigned long i = get_eb_page_index(dst_offset);
5323
5324         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
5325             check_eb_range(src, src_offset, len))
5326                 return;
5327
5328         WARN_ON(src->len != dst_len);
5329
5330         offset = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
5331
5332         while (len > 0) {
5333                 page = dst->pages[i];
5334                 assert_eb_page_uptodate(dst, page);
5335
5336                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE - offset));
5337
5338                 kaddr = page_address(page);
5339                 read_extent_buffer(src, kaddr + offset, src_offset, cur);
5340
5341                 src_offset += cur;
5342                 len -= cur;
5343                 offset = 0;
5344                 i++;
5345         }
5346 }
5347
5348 /*
5349  * eb_bitmap_offset() - calculate the page and offset of the byte containing the
5350  * given bit number
5351  * @eb: the extent buffer
5352  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
5353  * @nr: bit number
5354  * @page_index: return index of the page in the extent buffer that contains the
5355  * given bit number
5356  * @page_offset: return offset into the page given by page_index
5357  *
5358  * This helper hides the ugliness of finding the byte in an extent buffer which
5359  * contains a given bit.
5360  */
5361 static inline void eb_bitmap_offset(const struct extent_buffer *eb,
5362                                     unsigned long start, unsigned long nr,
5363                                     unsigned long *page_index,
5364                                     size_t *page_offset)
5365 {
5366         size_t byte_offset = BIT_BYTE(nr);
5367         size_t offset;
5368
5369         /*
5370          * The byte we want is the offset of the extent buffer + the offset of
5371          * the bitmap item in the extent buffer + the offset of the byte in the
5372          * bitmap item.
5373          */
5374         offset = start + offset_in_page(eb->start) + byte_offset;
5375
5376         *page_index = offset >> PAGE_SHIFT;
5377         *page_offset = offset_in_page(offset);
5378 }
5379
5380 /*
5381  * Determine whether a bit in a bitmap item is set.
5382  *
5383  * @eb:     the extent buffer
5384  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
5385  * @nr:     bit number to test
5386  */
5387 int extent_buffer_test_bit(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
5388                            unsigned long nr)
5389 {
5390         u8 *kaddr;
5391         struct page *page;
5392         unsigned long i;
5393         size_t offset;
5394
5395         eb_bitmap_offset(eb, start, nr, &i, &offset);
5396         page = eb->pages[i];
5397         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5398         kaddr = page_address(page);
5399         return 1U & (kaddr[offset] >> (nr & (BITS_PER_BYTE - 1)));
5400 }
5401
5402 /*
5403  * Set an area of a bitmap to 1.
5404  *
5405  * @eb:     the extent buffer
5406  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
5407  * @pos:    bit number of the first bit
5408  * @len:    number of bits to set
5409  */
5410 void extent_buffer_bitmap_set(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
5411                               unsigned long pos, unsigned long len)
5412 {
5413         u8 *kaddr;
5414         struct page *page;
5415         unsigned long i;
5416         size_t offset;
5417         const unsigned int size = pos + len;
5418         int bits_to_set = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
5419         u8 mask_to_set = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
5420
5421         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
5422         page = eb->pages[i];
5423         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5424         kaddr = page_address(page);
5425
5426         while (len >= bits_to_set) {
5427                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
5428                 len -= bits_to_set;
5429                 bits_to_set = BITS_PER_BYTE;
5430                 mask_to_set = ~0;
5431                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
5432                         offset = 0;
5433                         page = eb->pages[++i];
5434                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5435                         kaddr = page_address(page);
5436                 }
5437         }
5438         if (len) {
5439                 mask_to_set &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
5440                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
5441         }
5442 }
5443
5444
5445 /*
5446  * Clear an area of a bitmap.
5447  *
5448  * @eb:     the extent buffer
5449  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
5450  * @pos:    bit number of the first bit
5451  * @len:    number of bits to clear
5452  */
5453 void extent_buffer_bitmap_clear(const struct extent_buffer *eb,
5454                                 unsigned long start, unsigned long pos,
5455                                 unsigned long len)
5456 {
5457         u8 *kaddr;
5458         struct page *page;
5459         unsigned long i;
5460         size_t offset;
5461         const unsigned int size = pos + len;
5462         int bits_to_clear = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
5463         u8 mask_to_clear = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
5464
5465         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
5466         page = eb->pages[i];
5467         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5468         kaddr = page_address(page);
5469
5470         while (len >= bits_to_clear) {
5471                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
5472                 len -= bits_to_clear;
5473                 bits_to_clear = BITS_PER_BYTE;
5474                 mask_to_clear = ~0;
5475                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
5476                         offset = 0;
5477                         page = eb->pages[++i];
5478                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5479                         kaddr = page_address(page);
5480                 }
5481         }
5482         if (len) {
5483                 mask_to_clear &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
5484                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
5485         }
5486 }
5487
5488 static inline bool areas_overlap(unsigned long src, unsigned long dst, unsigned long len)
5489 {
5490         unsigned long distance = (src > dst) ? src - dst : dst - src;
5491         return distance < len;
5492 }
5493
5494 static void copy_pages(struct page *dst_page, struct page *src_page,
5495                        unsigned long dst_off, unsigned long src_off,
5496                        unsigned long len)
5497 {
5498         char *dst_kaddr = page_address(dst_page);
5499         char *src_kaddr;
5500         int must_memmove = 0;
5501
5502         if (dst_page != src_page) {
5503                 src_kaddr = page_address(src_page);
5504         } else {
5505                 src_kaddr = dst_kaddr;
5506                 if (areas_overlap(src_off, dst_off, len))
5507                         must_memmove = 1;
5508         }
5509
5510         if (must_memmove)
5511                 memmove(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
5512         else
5513                 memcpy(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
5514 }
5515
5516 void memcpy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
5517                           unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
5518                           unsigned long len)
5519 {
5520         size_t cur;
5521         size_t dst_off_in_page;
5522         size_t src_off_in_page;
5523         unsigned long dst_i;
5524         unsigned long src_i;
5525
5526         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
5527             check_eb_range(dst, src_offset, len))
5528                 return;
5529
5530         while (len > 0) {
5531                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
5532                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_offset);
5533
5534                 dst_i = get_eb_page_index(dst_offset);
5535                 src_i = get_eb_page_index(src_offset);
5536
5537                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE -
5538                                                src_off_in_page));
5539                 cur = min_t(unsigned long, cur,
5540                         (unsigned long)(PAGE_SIZE - dst_off_in_page));
5541
5542                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
5543                            dst_off_in_page, src_off_in_page, cur);
5544
5545                 src_offset += cur;
5546                 dst_offset += cur;
5547                 len -= cur;
5548         }
5549 }
5550
5551 void memmove_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
5552                            unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
5553                            unsigned long len)
5554 {
5555         size_t cur;
5556         size_t dst_off_in_page;
5557         size_t src_off_in_page;
5558         unsigned long dst_end = dst_offset + len - 1;
5559         unsigned long src_end = src_offset + len - 1;
5560         unsigned long dst_i;
5561         unsigned long src_i;
5562
5563         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
5564             check_eb_range(dst, src_offset, len))
5565                 return;
5566         if (dst_offset < src_offset) {
5567                 memcpy_extent_buffer(dst, dst_offset, src_offset, len);
5568                 return;
5569         }
5570         while (len > 0) {
5571                 dst_i = get_eb_page_index(dst_end);
5572                 src_i = get_eb_page_index(src_end);
5573
5574                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_end);
5575                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_end);
5576
5577                 cur = min_t(unsigned long, len, src_off_in_page + 1);
5578                 cur = min(cur, dst_off_in_page + 1);
5579                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
5580                            dst_off_in_page - cur + 1,
5581                            src_off_in_page - cur + 1, cur);
5582
5583                 dst_end -= cur;
5584                 src_end -= cur;
5585                 len -= cur;
5586         }
5587 }
5588
5589 #define GANG_LOOKUP_SIZE        16
5590 static struct extent_buffer *get_next_extent_buffer(
5591                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
5592 {
5593         struct extent_buffer *gang[GANG_LOOKUP_SIZE];
5594         struct extent_buffer *found = NULL;
5595         u64 page_start = page_offset(page);
5596         u64 cur = page_start;
5597
5598         ASSERT(in_range(bytenr, page_start, PAGE_SIZE));
5599         lockdep_assert_held(&fs_info->buffer_lock);
5600
5601         while (cur < page_start + PAGE_SIZE) {
5602                 int ret;
5603                 int i;
5604
5605                 ret = radix_tree_gang_lookup(&fs_info->buffer_radix,
5606                                 (void **)gang, cur >> fs_info->sectorsize_bits,
5607                                 min_t(unsigned int, GANG_LOOKUP_SIZE,
5608                                       PAGE_SIZE / fs_info->nodesize));
5609                 if (ret == 0)
5610                         goto out;
5611                 for (i = 0; i < ret; i++) {
5612                         /* Already beyond page end */
5613                         if (gang[i]->start >= page_start + PAGE_SIZE)
5614                                 goto out;
5615                         /* Found one */
5616                         if (gang[i]->start >= bytenr) {
5617                                 found = gang[i];
5618                                 goto out;
5619                         }
5620                 }
5621                 cur = gang[ret - 1]->start + gang[ret - 1]->len;
5622         }
5623 out:
5624         return found;
5625 }
5626
5627 static int try_release_subpage_extent_buffer(struct page *page)
5628 {
5629         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
5630         u64 cur = page_offset(page);
5631         const u64 end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
5632         int ret;
5633
5634         while (cur < end) {
5635                 struct extent_buffer *eb = NULL;
5636
5637                 /*
5638                  * Unlike try_release_extent_buffer() which uses page->private
5639                  * to grab buffer, for subpage case we rely on radix tree, thus
5640                  * we need to ensure radix tree consistency.
5641                  *
5642                  * We also want an atomic snapshot of the radix tree, thus go
5643                  * with spinlock rather than RCU.
5644                  */
5645                 spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
5646                 eb = get_next_extent_buffer(fs_info, page, cur);
5647                 if (!eb) {
5648                         /* No more eb in the page range after or at cur */
5649                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
5650                         break;
5651                 }
5652                 cur = eb->start + eb->len;
5653
5654                 /*
5655                  * The same as try_release_extent_buffer(), to ensure the eb
5656                  * won't disappear out from under us.
5657                  */
5658                 spin_lock(&eb->refs_lock);
5659                 if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
5660                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
5661                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
5662                         break;
5663                 }
5664                 spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
5665
5666                 /*
5667                  * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a
5668                  * real ref, so just return, this eb will likely be freed soon
5669                  * anyway.
5670                  */
5671                 if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
5672                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
5673                         break;
5674                 }
5675
5676                 /*
5677                  * Here we don't care about the return value, we will always
5678                  * check the page private at the end.  And
5679                  * release_extent_buffer() will release the refs_lock.
5680                  */
5681                 release_extent_buffer(eb);
5682         }
5683         /*
5684          * Finally to check if we have cleared page private, as if we have
5685          * released all ebs in the page, the page private should be cleared now.
5686          */
5687         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
5688         if (!PagePrivate(page))
5689                 ret = 1;
5690         else
5691                 ret = 0;
5692         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5693         return ret;
5694
5695 }
5696
5697 int try_release_extent_buffer(struct page *page)
5698 {
5699         struct extent_buffer *eb;
5700
5701         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
5702                 return try_release_subpage_extent_buffer(page);
5703
5704         /*
5705          * We need to make sure nobody is changing page->private, as we rely on
5706          * page->private as the pointer to extent buffer.
5707          */
5708         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
5709         if (!PagePrivate(page)) {
5710                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5711                 return 1;
5712         }
5713
5714         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
5715         BUG_ON(!eb);
5716
5717         /*
5718          * This is a little awful but should be ok, we need to make sure that
5719          * the eb doesn't disappear out from under us while we're looking at
5720          * this page.
5721          */
5722         spin_lock(&eb->refs_lock);
5723         if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
5724                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
5725                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5726                 return 0;
5727         }
5728         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5729
5730         /*
5731          * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a real ref,
5732          * so just return, this page will likely be freed soon anyway.
5733          */
5734         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
5735                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
5736                 return 0;
5737         }
5738
5739         return release_extent_buffer(eb);
5740 }
5741
5742 /*
5743  * btrfs_readahead_tree_block - attempt to readahead a child block
5744  * @fs_info:    the fs_info
5745  * @bytenr:     bytenr to read
5746  * @owner_root: objectid of the root that owns this eb
5747  * @gen:        generation for the uptodate check, can be 0
5748  * @level:      level for the eb
5749  *
5750  * Attempt to readahead a tree block at @bytenr.  If @gen is 0 then we do a
5751  * normal uptodate check of the eb, without checking the generation.  If we have
5752  * to read the block we will not block on anything.
5753  */
5754 void btrfs_readahead_tree_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5755                                 u64 bytenr, u64 owner_root, u64 gen, int level)
5756 {
5757         struct btrfs_tree_parent_check check = {
5758                 .has_first_key = 0,
5759                 .level = level,
5760                 .transid = gen
5761         };
5762         struct extent_buffer *eb;
5763         int ret;
5764
5765         eb = btrfs_find_create_tree_block(fs_info, bytenr, owner_root, level);
5766         if (IS_ERR(eb))
5767                 return;
5768
5769         if (btrfs_buffer_uptodate(eb, gen, 1)) {
5770                 free_extent_buffer(eb);
5771                 return;
5772         }
5773
5774         ret = read_extent_buffer_pages(eb, WAIT_NONE, 0, &check);
5775         if (ret < 0)
5776                 free_extent_buffer_stale(eb);
5777         else
5778                 free_extent_buffer(eb);
5779 }
5780
5781 /*
5782  * btrfs_readahead_node_child - readahead a node's child block
5783  * @node:       parent node we're reading from
5784  * @slot:       slot in the parent node for the child we want to read
5785  *
5786  * A helper for btrfs_readahead_tree_block, we simply read the bytenr pointed at
5787  * the slot in the node provided.
5788  */
5789 void btrfs_readahead_node_child(struct extent_buffer *node, int slot)
5790 {
5791         btrfs_readahead_tree_block(node->fs_info,
5792                                    btrfs_node_blockptr(node, slot),
5793                                    btrfs_header_owner(node),
5794                                    btrfs_node_ptr_generation(node, slot),
5795                                    btrfs_header_level(node) - 1);
5796 }