fs/btrfs/extent_map.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/err.h>
   4 #include <linux/slab.h>
   5 #include <linux/spinlock.h>
   6 #include "messages.h"
   7 #include "ctree.h"
   8 #include "volumes.h"
   9 #include "extent_map.h"
  10 #include "compression.h"
  11 #include "btrfs_inode.h"
  12
  13
  14 static struct kmem_cache *extent_map_cache;
  15
  16 int __init extent_map_init(void)
  17 {
  18         extent_map_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_map",
  19                         sizeof(struct extent_map), 0,
  20                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
  21         if (!extent_map_cache)
  22                 return -ENOMEM;
  23         return 0;
  24 }
  25
  26 void __cold extent_map_exit(void)
  27 {
  28         kmem_cache_destroy(extent_map_cache);
  29 }
  30
  31 /**
  32  * extent_map_tree_init - initialize extent map tree
  33  * @tree:               tree to initialize
  34  *
  35  * Initialize the extent tree @tree.  Should be called for each new inode
  36  * or other user of the extent_map interface.
  37  */
  38 void extent_map_tree_init(struct extent_map_tree *tree)
  39 {
  40         tree->map = RB_ROOT_CACHED;
  41         INIT_LIST_HEAD(&tree->modified_extents);
  42         rwlock_init(&tree->lock);
  43 }
  44
  45 /**
  46  * alloc_extent_map - allocate new extent map structure
  47  *
  48  * Allocate a new extent_map structure.  The new structure is
  49  * returned with a reference count of one and needs to be
  50  * freed using free_extent_map()
  51  */
  52 struct extent_map *alloc_extent_map(void)
  53 {
  54         struct extent_map *em;
  55         em = kmem_cache_zalloc(extent_map_cache, GFP_NOFS);
  56         if (!em)
  57                 return NULL;
  58         RB_CLEAR_NODE(&em->rb_node);
  59         em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
  60         refcount_set(&em->refs, 1);
  61         INIT_LIST_HEAD(&em->list);
  62         return em;
  63 }
  64
  65 /**
  66  * free_extent_map - drop reference count of an extent_map
  67  * @em:         extent map being released
  68  *
  69  * Drops the reference out on @em by one and free the structure
  70  * if the reference count hits zero.
  71  */
  72 void free_extent_map(struct extent_map *em)
  73 {
  74         if (!em)
  75                 return;
  76         if (refcount_dec_and_test(&em->refs)) {
  77                 WARN_ON(extent_map_in_tree(em));
  78                 WARN_ON(!list_empty(&em->list));
  79                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags))
  80                         kfree(em->map_lookup);
  81                 kmem_cache_free(extent_map_cache, em);
  82         }
  83 }
  84
  85 /* simple helper to do math around the end of an extent, handling wrap */
  86 static u64 range_end(u64 start, u64 len)
  87 {
  88         if (start + len < start)
  89                 return (u64)-1;
  90         return start + len;
  91 }
  92
  93 static int tree_insert(struct rb_root_cached *root, struct extent_map *em)
  94 {
  95         struct rb_node **p = &root->rb_root.rb_node;
  96         struct rb_node *parent = NULL;
  97         struct extent_map *entry = NULL;
  98         struct rb_node *orig_parent = NULL;
  99         u64 end = range_end(em->start, em->len);
 100         bool leftmost = true;
 101
 102         while (*p) {
 103                 parent = *p;
 104                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 105
 106                 if (em->start < entry->start) {
 107                         p = &(*p)->rb_left;
 108                 } else if (em->start >= extent_map_end(entry)) {
 109                         p = &(*p)->rb_right;
 110                         leftmost = false;
 111                 } else {
 112                         return -EEXIST;
 113                 }
 114         }
 115
 116         orig_parent = parent;
 117         while (parent && em->start >= extent_map_end(entry)) {
 118                 parent = rb_next(parent);
 119                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 120         }
 121         if (parent)
 122                 if (end > entry->start && em->start < extent_map_end(entry))
 123                         return -EEXIST;
 124
 125         parent = orig_parent;
 126         entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 127         while (parent && em->start < entry->start) {
 128                 parent = rb_prev(parent);
 129                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 130         }
 131         if (parent)
 132                 if (end > entry->start && em->start < extent_map_end(entry))
 133                         return -EEXIST;
 134
 135         rb_link_node(&em->rb_node, orig_parent, p);
 136         rb_insert_color_cached(&em->rb_node, root, leftmost);
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 /*
 141  * search through the tree for an extent_map with a given offset.  If
 142  * it can't be found, try to find some neighboring extents
 143  */
 144 static struct rb_node *__tree_search(struct rb_root *root, u64 offset,
 145                                      struct rb_node **prev_or_next_ret)
 146 {
 147         struct rb_node *n = root->rb_node;
 148         struct rb_node *prev = NULL;
 149         struct rb_node *orig_prev = NULL;
 150         struct extent_map *entry;
 151         struct extent_map *prev_entry = NULL;
 152
 153         ASSERT(prev_or_next_ret);
 154
 155         while (n) {
 156                 entry = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
 157                 prev = n;
 158                 prev_entry = entry;
 159
 160                 if (offset < entry->start)
 161                         n = n->rb_left;
 162                 else if (offset >= extent_map_end(entry))
 163                         n = n->rb_right;
 164                 else
 165                         return n;
 166         }
 167
 168         orig_prev = prev;
 169         while (prev && offset >= extent_map_end(prev_entry)) {
 170                 prev = rb_next(prev);
 171                 prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 172         }
 173
 174         /*
 175          * Previous extent map found, return as in this case the caller does not
 176          * care about the next one.
 177          */
 178         if (prev) {
 179                 *prev_or_next_ret = prev;
 180                 return NULL;
 181         }
 182
 183         prev = orig_prev;
 184         prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 185         while (prev && offset < prev_entry->start) {
 186                 prev = rb_prev(prev);
 187                 prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 188         }
 189         *prev_or_next_ret = prev;
 190
 191         return NULL;
 192 }
 193
 194 /* check to see if two extent_map structs are adjacent and safe to merge */
 195 static int mergable_maps(struct extent_map *prev, struct extent_map *next)
 196 {
 197         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &prev->flags))
 198                 return 0;
 199
 200         /*
 201          * don't merge compressed extents, we need to know their
 202          * actual size
 203          */
 204         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &prev->flags))
 205                 return 0;
 206
 207         if (test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &prev->flags) ||
 208             test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &next->flags))
 209                 return 0;
 210
 211         /*
 212          * We don't want to merge stuff that hasn't been written to the log yet
 213          * since it may not reflect exactly what is on disk, and that would be
 214          * bad.
 215          */
 216         if (!list_empty(&prev->list) || !list_empty(&next->list))
 217                 return 0;
 218
 219         ASSERT(next->block_start != EXTENT_MAP_DELALLOC &&
 220                prev->block_start != EXTENT_MAP_DELALLOC);
 221
 222         if (prev->map_lookup || next->map_lookup)
 223                 ASSERT(test_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &prev->flags) &&
 224                        test_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &next->flags));
 225
 226         if (extent_map_end(prev) == next->start &&
 227             prev->flags == next->flags &&
 228             prev->map_lookup == next->map_lookup &&
 229             ((next->block_start == EXTENT_MAP_HOLE &&
 230               prev->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
 231              (next->block_start == EXTENT_MAP_INLINE &&
 232               prev->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) ||
 233              (next->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE - 1 &&
 234               next->block_start == extent_map_block_end(prev)))) {
 235                 return 1;
 236         }
 237         return 0;
 238 }
 239
 240 static void try_merge_map(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
 241 {
 242         struct extent_map *merge = NULL;
 243         struct rb_node *rb;
 244
 245         /*
 246          * We can't modify an extent map that is in the tree and that is being
 247          * used by another task, as it can cause that other task to see it in
 248          * inconsistent state during the merging. We always have 1 reference for
 249          * the tree and 1 for this task (which is unpinning the extent map or
 250          * clearing the logging flag), so anything > 2 means it's being used by
 251          * other tasks too.
 252          */
 253         if (refcount_read(&em->refs) > 2)
 254                 return;
 255
 256         if (em->start != 0) {
 257                 rb = rb_prev(&em->rb_node);
 258                 if (rb)
 259                         merge = rb_entry(rb, struct extent_map, rb_node);
 260                 if (rb && mergable_maps(merge, em)) {
 261                         em->start = merge->start;
 262                         em->orig_start = merge->orig_start;
 263                         em->len += merge->len;
 264                         em->block_len += merge->block_len;
 265                         em->block_start = merge->block_start;
 266                         em->mod_len = (em->mod_len + em->mod_start) - merge->mod_start;
 267                         em->mod_start = merge->mod_start;
 268                         em->generation = max(em->generation, merge->generation);
 269                         set_bit(EXTENT_FLAG_MERGED, &em->flags);
 270
 271                         rb_erase_cached(&merge->rb_node, &tree->map);
 272                         RB_CLEAR_NODE(&merge->rb_node);
 273                         free_extent_map(merge);
 274                 }
 275         }
 276
 277         rb = rb_next(&em->rb_node);
 278         if (rb)
 279                 merge = rb_entry(rb, struct extent_map, rb_node);
 280         if (rb && mergable_maps(em, merge)) {
 281                 em->len += merge->len;
 282                 em->block_len += merge->block_len;
 283                 rb_erase_cached(&merge->rb_node, &tree->map);
 284                 RB_CLEAR_NODE(&merge->rb_node);
 285                 em->mod_len = (merge->mod_start + merge->mod_len) - em->mod_start;
 286                 em->generation = max(em->generation, merge->generation);
 287                 set_bit(EXTENT_FLAG_MERGED, &em->flags);
 288                 free_extent_map(merge);
 289         }
 290 }
 291
 292 /**
 293  * unpin_extent_cache - unpin an extent from the cache
 294  * @tree:       tree to unpin the extent in
 295  * @start:      logical offset in the file
 296  * @len:        length of the extent
 297  * @gen:        generation that this extent has been modified in
 298  *
 299  * Called after an extent has been written to disk properly.  Set the generation
 300  * to the generation that actually added the file item to the inode so we know
 301  * we need to sync this extent when we call fsync().
 302  */
 303 int unpin_extent_cache(struct extent_map_tree *tree, u64 start, u64 len,
 304                        u64 gen)
 305 {
 306         int ret = 0;
 307         struct extent_map *em;
 308         bool prealloc = false;
 309
 310         write_lock(&tree->lock);
 311         em = lookup_extent_mapping(tree, start, len);
 312
 313         WARN_ON(!em || em->start != start);
 314
 315         if (!em)
 316                 goto out;
 317
 318         em->generation = gen;
 319         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
 320         em->mod_start = em->start;
 321         em->mod_len = em->len;
 322
 323         if (test_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags)) {
 324                 prealloc = true;
 325                 clear_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
 326         }
 327
 328         try_merge_map(tree, em);
 329
 330         if (prealloc) {
 331                 em->mod_start = em->start;
 332                 em->mod_len = em->len;
 333         }
 334
 335         free_extent_map(em);
 336 out:
 337         write_unlock(&tree->lock);
 338         return ret;
 339
 340 }
 341
 342 void clear_em_logging(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
 343 {
 344         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 345
 346         clear_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags);
 347         if (extent_map_in_tree(em))
 348                 try_merge_map(tree, em);
 349 }
 350
 351 static inline void setup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 352                                         struct extent_map *em,
 353                                         int modified)
 354 {
 355         refcount_inc(&em->refs);
 356         em->mod_start = em->start;
 357         em->mod_len = em->len;
 358
 359         if (modified)
 360                 list_move(&em->list, &tree->modified_extents);
 361         else
 362                 try_merge_map(tree, em);
 363 }
 364
 365 static void extent_map_device_set_bits(struct extent_map *em, unsigned bits)
 366 {
 367         struct map_lookup *map = em->map_lookup;
 368         u64 stripe_size = em->orig_block_len;
 369         int i;
 370
 371         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
 372                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
 373                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
 374
 375                 set_extent_bits_nowait(&device->alloc_state, stripe->physical,
 376                                  stripe->physical + stripe_size - 1, bits);
 377         }
 378 }
 379
 380 static void extent_map_device_clear_bits(struct extent_map *em, unsigned bits)
 381 {
 382         struct map_lookup *map = em->map_lookup;
 383         u64 stripe_size = em->orig_block_len;
 384         int i;
 385
 386         for (i = 0; i < map->num_stripes; i++) {
 387                 struct btrfs_io_stripe *stripe = &map->stripes[i];
 388                 struct btrfs_device *device = stripe->dev;
 389
 390                 __clear_extent_bit(&device->alloc_state, stripe->physical,
 391                                    stripe->physical + stripe_size - 1, bits,
 392                                    NULL, GFP_NOWAIT, NULL);
 393         }
 394 }
 395
 396 /**
 397  * Add new extent map to the extent tree
 398  *
 399  * @tree:       tree to insert new map in
 400  * @em:         map to insert
 401  * @modified:   indicate whether the given @em should be added to the
 402  *              modified list, which indicates the extent needs to be logged
 403  *
 404  * Insert @em into @tree or perform a simple forward/backward merge with
 405  * existing mappings.  The extent_map struct passed in will be inserted
 406  * into the tree directly, with an additional reference taken, or a
 407  * reference dropped if the merge attempt was successful.
 408  */
 409 int add_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 410                        struct extent_map *em, int modified)
 411 {
 412         int ret = 0;
 413
 414         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 415
 416         ret = tree_insert(&tree->map, em);
 417         if (ret)
 418                 goto out;
 419
 420         setup_extent_mapping(tree, em, modified);
 421         if (test_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags)) {
 422                 extent_map_device_set_bits(em, CHUNK_ALLOCATED);
 423                 extent_map_device_clear_bits(em, CHUNK_TRIMMED);
 424         }
 425 out:
 426         return ret;
 427 }
 428
 429 static struct extent_map *
 430 __lookup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 431                         u64 start, u64 len, int strict)
 432 {
 433         struct extent_map *em;
 434         struct rb_node *rb_node;
 435         struct rb_node *prev_or_next = NULL;
 436         u64 end = range_end(start, len);
 437
 438         rb_node = __tree_search(&tree->map.rb_root, start, &prev_or_next);
 439         if (!rb_node) {
 440                 if (prev_or_next)
 441                         rb_node = prev_or_next;
 442                 else
 443                         return NULL;
 444         }
 445
 446         em = rb_entry(rb_node, struct extent_map, rb_node);
 447
 448         if (strict && !(end > em->start && start < extent_map_end(em)))
 449                 return NULL;
 450
 451         refcount_inc(&em->refs);
 452         return em;
 453 }
 454
 455 /**
 456  * lookup_extent_mapping - lookup extent_map
 457  * @tree:       tree to lookup in
 458  * @start:      byte offset to start the search
 459  * @len:        length of the lookup range
 460  *
 461  * Find and return the first extent_map struct in @tree that intersects the
 462  * [start, len] range.  There may be additional objects in the tree that
 463  * intersect, so check the object returned carefully to make sure that no
 464  * additional lookups are needed.
 465  */
 466 struct extent_map *lookup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 467                                          u64 start, u64 len)
 468 {
 469         return __lookup_extent_mapping(tree, start, len, 1);
 470 }
 471
 472 /**
 473  * search_extent_mapping - find a nearby extent map
 474  * @tree:       tree to lookup in
 475  * @start:      byte offset to start the search
 476  * @len:        length of the lookup range
 477  *
 478  * Find and return the first extent_map struct in @tree that intersects the
 479  * [start, len] range.
 480  *
 481  * If one can't be found, any nearby extent may be returned
 482  */
 483 struct extent_map *search_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 484                                          u64 start, u64 len)
 485 {
 486         return __lookup_extent_mapping(tree, start, len, 0);
 487 }
 488
 489 /**
 490  * remove_extent_mapping - removes an extent_map from the extent tree
 491  * @tree:       extent tree to remove from
 492  * @em:         extent map being removed
 493  *
 494  * Removes @em from @tree.  No reference counts are dropped, and no checks
 495  * are done to see if the range is in use
 496  */
 497 void remove_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
 498 {
 499         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 500
 501         WARN_ON(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags));
 502         rb_erase_cached(&em->rb_node, &tree->map);
 503         if (!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags))
 504                 list_del_init(&em->list);
 505         if (test_bit(EXTENT_FLAG_FS_MAPPING, &em->flags))
 506                 extent_map_device_clear_bits(em, CHUNK_ALLOCATED);
 507         RB_CLEAR_NODE(&em->rb_node);
 508 }
 509
 510 void replace_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 511                             struct extent_map *cur,
 512                             struct extent_map *new,
 513                             int modified)
 514 {
 515         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 516
 517         WARN_ON(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &cur->flags));
 518         ASSERT(extent_map_in_tree(cur));
 519         if (!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &cur->flags))
 520                 list_del_init(&cur->list);
 521         rb_replace_node_cached(&cur->rb_node, &new->rb_node, &tree->map);
 522         RB_CLEAR_NODE(&cur->rb_node);
 523
 524         setup_extent_mapping(tree, new, modified);
 525 }
 526
 527 static struct extent_map *next_extent_map(const struct extent_map *em)
 528 {
 529         struct rb_node *next;
 530
 531         next = rb_next(&em->rb_node);
 532         if (!next)
 533                 return NULL;
 534         return container_of(next, struct extent_map, rb_node);
 535 }
 536
 537 /*
 538  * Get the extent map that immediately follows another one.
 539  *
 540  * @tree:       The extent map tree that the extent map belong to.
 541  *              Holding read or write access on the tree's lock is required.
 542  * @em:         An extent map from the given tree. The caller must ensure that
 543  *              between getting @em and between calling this function, the
 544  *              extent map @em is not removed from the tree - for example, by
 545  *              holding the tree's lock for the duration of those 2 operations.
 546  *
 547  * Returns the extent map that immediately follows @em, or NULL if @em is the
 548  * last extent map in the tree.
 549  */
 550 struct extent_map *btrfs_next_extent_map(const struct extent_map_tree *tree,
 551                                          const struct extent_map *em)
 552 {
 553         struct extent_map *next;
 554
 555         /* The lock must be acquired either in read mode or write mode. */
 556         lockdep_assert_held(&tree->lock);
 557         ASSERT(extent_map_in_tree(em));
 558
 559         next = next_extent_map(em);
 560         if (next)
 561                 refcount_inc(&next->refs);
 562
 563         return next;
 564 }
 565
 566 static struct extent_map *prev_extent_map(struct extent_map *em)
 567 {
 568         struct rb_node *prev;
 569
 570         prev = rb_prev(&em->rb_node);
 571         if (!prev)
 572                 return NULL;
 573         return container_of(prev, struct extent_map, rb_node);
 574 }
 575
 576 /*
 577  * Helper for btrfs_get_extent.  Given an existing extent in the tree,
 578  * the existing extent is the nearest extent to map_start,
 579  * and an extent that you want to insert, deal with overlap and insert
 580  * the best fitted new extent into the tree.
 581  */
 582 static noinline int merge_extent_mapping(struct extent_map_tree *em_tree,
 583                                          struct extent_map *existing,
 584                                          struct extent_map *em,
 585                                          u64 map_start)
 586 {
 587         struct extent_map *prev;
 588         struct extent_map *next;
 589         u64 start;
 590         u64 end;
 591         u64 start_diff;
 592
 593         BUG_ON(map_start < em->start || map_start >= extent_map_end(em));
 594
 595         if (existing->start > map_start) {
 596                 next = existing;
 597                 prev = prev_extent_map(next);
 598         } else {
 599                 prev = existing;
 600                 next = next_extent_map(prev);
 601         }
 602
 603         start = prev ? extent_map_end(prev) : em->start;
 604         start = max_t(u64, start, em->start);
 605         end = next ? next->start : extent_map_end(em);
 606         end = min_t(u64, end, extent_map_end(em));
 607         start_diff = start - em->start;
 608         em->start = start;
 609         em->len = end - start;
 610         if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE &&
 611             !test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
 612                 em->block_start += start_diff;
 613                 em->block_len = em->len;
 614         }
 615         return add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
 616 }
 617
 618 /**
 619  * Add extent mapping into em_tree
 620  *
 621  * @fs_info:  the filesystem
 622  * @em_tree:  extent tree into which we want to insert the extent mapping
 623  * @em_in:    extent we are inserting
 624  * @start:    start of the logical range btrfs_get_extent() is requesting
 625  * @len:      length of the logical range btrfs_get_extent() is requesting
 626  *
 627  * Note that @em_in's range may be different from [start, start+len),
 628  * but they must be overlapped.
 629  *
 630  * Insert @em_in into @em_tree. In case there is an overlapping range, handle
 631  * the -EEXIST by either:
 632  * a) Returning the existing extent in @em_in if @start is within the
 633  *    existing em.
 634  * b) Merge the existing extent with @em_in passed in.
 635  *
 636  * Return 0 on success, otherwise -EEXIST.
 637  *
 638  */
 639 int btrfs_add_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info,
 640                              struct extent_map_tree *em_tree,
 641                              struct extent_map **em_in, u64 start, u64 len)
 642 {
 643         int ret;
 644         struct extent_map *em = *em_in;
 645
 646         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
 647         /* it is possible that someone inserted the extent into the tree
 648          * while we had the lock dropped.  It is also possible that
 649          * an overlapping map exists in the tree
 650          */
 651         if (ret == -EEXIST) {
 652                 struct extent_map *existing;
 653
 654                 ret = 0;
 655
 656                 existing = search_extent_mapping(em_tree, start, len);
 657
 658                 trace_btrfs_handle_em_exist(fs_info, existing, em, start, len);
 659
 660                 /*
 661                  * existing will always be non-NULL, since there must be
 662                  * extent causing the -EEXIST.
 663                  */
 664                 if (start >= existing->start &&
 665                     start < extent_map_end(existing)) {
 666                         free_extent_map(em);
 667                         *em_in = existing;
 668                         ret = 0;
 669                 } else {
 670                         u64 orig_start = em->start;
 671                         u64 orig_len = em->len;
 672
 673                         /*
 674                          * The existing extent map is the one nearest to
 675                          * the [start, start + len) range which overlaps
 676                          */
 677                         ret = merge_extent_mapping(em_tree, existing,
 678                                                    em, start);
 679                         if (ret) {
 680                                 free_extent_map(em);
 681                                 *em_in = NULL;
 682                                 WARN_ONCE(ret,
 683 "unexpected error %d: merge existing(start %llu len %llu) with em(start %llu len %llu)\n",
 684                                           ret, existing->start, existing->len,
 685                                           orig_start, orig_len);
 686                         }
 687                         free_extent_map(existing);
 688                 }
 689         }
 690
 691         ASSERT(ret == 0 || ret == -EEXIST);
 692         return ret;
 693 }
 694
 695 /*
 696  * Drop all extent maps from a tree in the fastest possible way, rescheduling
 697  * if needed. This avoids searching the tree, from the root down to the first
 698  * extent map, before each deletion.
 699  */
 700 static void drop_all_extent_maps_fast(struct extent_map_tree *tree)
 701 {
 702         write_lock(&tree->lock);
 703         while (!RB_EMPTY_ROOT(&tree->map.rb_root)) {
 704                 struct extent_map *em;
 705                 struct rb_node *node;
 706
 707                 node = rb_first_cached(&tree->map);
 708                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
 709                 clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
 710                 clear_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags);
 711                 remove_extent_mapping(tree, em);
 712                 free_extent_map(em);
 713                 cond_resched_rwlock_write(&tree->lock);
 714         }
 715         write_unlock(&tree->lock);
 716 }
 717
 718 /*
 719  * Drop all extent maps in a given range.
 720  *
 721  * @inode:       The target inode.
 722  * @start:       Start offset of the range.
 723  * @end:         End offset of the range (inclusive value).
 724  * @skip_pinned: Indicate if pinned extent maps should be ignored or not.
 725  *
 726  * This drops all the extent maps that intersect the given range [@start, @end].
 727  * Extent maps that partially overlap the range and extend behind or beyond it,
 728  * are split.
 729  * The caller should have locked an appropriate file range in the inode's io
 730  * tree before calling this function.
 731  */
 732 void btrfs_drop_extent_map_range(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
 733                                  bool skip_pinned)
 734 {
 735         struct extent_map *split;
 736         struct extent_map *split2;
 737         struct extent_map *em;
 738         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
 739         u64 len = end - start + 1;
 740
 741         WARN_ON(end < start);
 742         if (end == (u64)-1) {
 743                 if (start == 0 && !skip_pinned) {
 744                         drop_all_extent_maps_fast(em_tree);
 745                         return;
 746                 }
 747                 len = (u64)-1;
 748         } else {
 749                 /* Make end offset exclusive for use in the loop below. */
 750                 end++;
 751         }
 752
 753         /*
 754          * It's ok if we fail to allocate the extent maps, see the comment near
 755          * the bottom of the loop below. We only need two spare extent maps in
 756          * the worst case, where the first extent map that intersects our range
 757          * starts before the range and the last extent map that intersects our
 758          * range ends after our range (and they might be the same extent map),
 759          * because we need to split those two extent maps at the boundaries.
 760          */
 761         split = alloc_extent_map();
 762         split2 = alloc_extent_map();
 763
 764         write_lock(&em_tree->lock);
 765         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
 766
 767         while (em) {
 768                 /* extent_map_end() returns exclusive value (last byte + 1). */
 769                 const u64 em_end = extent_map_end(em);
 770                 struct extent_map *next_em = NULL;
 771                 u64 gen;
 772                 unsigned long flags;
 773                 bool modified;
 774                 bool compressed;
 775
 776                 if (em_end < end) {
 777                         next_em = next_extent_map(em);
 778                         if (next_em) {
 779                                 if (next_em->start < end)
 780                                         refcount_inc(&next_em->refs);
 781                                 else
 782                                         next_em = NULL;
 783                         }
 784                 }
 785
 786                 if (skip_pinned && test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags)) {
 787                         start = em_end;
 788                         if (end != (u64)-1)
 789                                 len = start + len - em_end;
 790                         goto next;
 791                 }
 792
 793                 clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
 794                 clear_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &flags);
 795                 modified = !list_empty(&em->list);
 796
 797                 /*
 798                  * The extent map does not cross our target range, so no need to
 799                  * split it, we can remove it directly.
 800                  */
 801                 if (em->start >= start && em_end <= end)
 802                         goto remove_em;
 803
 804                 flags = em->flags;
 805                 gen = em->generation;
 806                 compressed = test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
 807
 808                 if (em->start < start) {
 809                         if (!split) {
 810                                 split = split2;
 811                                 split2 = NULL;
 812                                 if (!split)
 813                                         goto remove_em;
 814                         }
 815                         split->start = em->start;
 816                         split->len = start - em->start;
 817
 818                         if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
 819                                 split->orig_start = em->orig_start;
 820                                 split->block_start = em->block_start;
 821
 822                                 if (compressed)
 823                                         split->block_len = em->block_len;
 824                                 else
 825                                         split->block_len = split->len;
 826                                 split->orig_block_len = max(split->block_len,
 827                                                 em->orig_block_len);
 828                                 split->ram_bytes = em->ram_bytes;
 829                         } else {
 830                                 split->orig_start = split->start;
 831                                 split->block_len = 0;
 832                                 split->block_start = em->block_start;
 833                                 split->orig_block_len = 0;
 834                                 split->ram_bytes = split->len;
 835                         }
 836
 837                         split->generation = gen;
 838                         split->flags = flags;
 839                         split->compress_type = em->compress_type;
 840                         replace_extent_mapping(em_tree, em, split, modified);
 841                         free_extent_map(split);
 842                         split = split2;
 843                         split2 = NULL;
 844                 }
 845                 if (em_end > end) {
 846                         if (!split) {
 847                                 split = split2;
 848                                 split2 = NULL;
 849                                 if (!split)
 850                                         goto remove_em;
 851                         }
 852                         split->start = start + len;
 853                         split->len = em_end - (start + len);
 854                         split->block_start = em->block_start;
 855                         split->flags = flags;
 856                         split->compress_type = em->compress_type;
 857                         split->generation = gen;
 858
 859                         if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
 860                                 split->orig_block_len = max(em->block_len,
 861                                                     em->orig_block_len);
 862
 863                                 split->ram_bytes = em->ram_bytes;
 864                                 if (compressed) {
 865                                         split->block_len = em->block_len;
 866                                         split->orig_start = em->orig_start;
 867                                 } else {
 868                                         const u64 diff = start + len - em->start;
 869
 870                                         split->block_len = split->len;
 871                                         split->block_start += diff;
 872                                         split->orig_start = em->orig_start;
 873                                 }
 874                         } else {
 875                                 split->ram_bytes = split->len;
 876                                 split->orig_start = split->start;
 877                                 split->block_len = 0;
 878                                 split->orig_block_len = 0;
 879                         }
 880
 881                         if (extent_map_in_tree(em)) {
 882                                 replace_extent_mapping(em_tree, em, split,
 883                                                        modified);
 884                         } else {
 885                                 int ret;
 886
 887                                 ret = add_extent_mapping(em_tree, split,
 888                                                          modified);
 889                                 /* Logic error, shouldn't happen. */
 890                                 ASSERT(ret == 0);
 891                                 if (WARN_ON(ret != 0) && modified)
 892                                         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
 893                         }
 894                         free_extent_map(split);
 895                         split = NULL;
 896                 }
 897 remove_em:
 898                 if (extent_map_in_tree(em)) {
 899                         /*
 900                          * If the extent map is still in the tree it means that
 901                          * either of the following is true:
 902                          *
 903                          * 1) It fits entirely in our range (doesn't end beyond
 904                          *    it or starts before it);
 905                          *
 906                          * 2) It starts before our range and/or ends after our
 907                          *    range, and we were not able to allocate the extent
 908                          *    maps for split operations, @split and @split2.
 909                          *
 910                          * If we are at case 2) then we just remove the entire
 911                          * extent map - this is fine since if anyone needs it to
 912                          * access the subranges outside our range, will just
 913                          * load it again from the subvolume tree's file extent
 914                          * item. However if the extent map was in the list of
 915                          * modified extents, then we must mark the inode for a
 916                          * full fsync, otherwise a fast fsync will miss this
 917                          * extent if it's new and needs to be logged.
 918                          */
 919                         if ((em->start < start || em_end > end) && modified) {
 920                                 ASSERT(!split);
 921                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
 922                         }
 923                         remove_extent_mapping(em_tree, em);
 924                 }
 925
 926                 /*
 927                  * Once for the tree reference (we replaced or removed the
 928                  * extent map from the tree).
 929                  */
 930                 free_extent_map(em);
 931 next:
 932                 /* Once for us (for our lookup reference). */
 933                 free_extent_map(em);
 934
 935                 em = next_em;
 936         }
 937
 938         write_unlock(&em_tree->lock);
 939
 940         free_extent_map(split);
 941         free_extent_map(split2);
 942 }
 943
 944 /*
 945  * Replace a range in the inode's extent map tree with a new extent map.
 946  *
 947  * @inode:      The target inode.
 948  * @new_em:     The new extent map to add to the inode's extent map tree.
 949  * @modified:   Indicate if the new extent map should be added to the list of
 950  *              modified extents (for fast fsync tracking).
 951  *
 952  * Drops all the extent maps in the inode's extent map tree that intersect the
 953  * range of the new extent map and adds the new extent map to the tree.
 954  * The caller should have locked an appropriate file range in the inode's io
 955  * tree before calling this function.
 956  */
 957 int btrfs_replace_extent_map_range(struct btrfs_inode *inode,
 958                                    struct extent_map *new_em,
 959                                    bool modified)
 960 {
 961         const u64 end = new_em->start + new_em->len - 1;
 962         struct extent_map_tree *tree = &inode->extent_tree;
 963         int ret;
 964
 965         ASSERT(!extent_map_in_tree(new_em));
 966
 967         /*
 968          * The caller has locked an appropriate file range in the inode's io
 969          * tree, but getting -EEXIST when adding the new extent map can still
 970          * happen in case there are extents that partially cover the range, and
 971          * this is due to two tasks operating on different parts of the extent.
 972          * See commit 18e83ac75bfe67 ("Btrfs: fix unexpected EEXIST from
 973          * btrfs_get_extent") for an example and details.
 974          */
 975         do {
 976                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, new_em->start, end, false);
 977                 write_lock(&tree->lock);
 978                 ret = add_extent_mapping(tree, new_em, modified);
 979                 write_unlock(&tree->lock);
 980         } while (ret == -EEXIST);
 981
 982         return ret;
 983 }