Merge tag 'x86_urgent_for_v6.4_rc6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-block.git] / fs / btrfs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <crypto/hash.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/blk-cgroup.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/writeback.h>
19 #include <linux/compat.h>
20 #include <linux/xattr.h>
21 #include <linux/posix_acl.h>
22 #include <linux/falloc.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/ratelimit.h>
25 #include <linux/btrfs.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/magic.h>
30 #include <linux/iversion.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/migrate.h>
33 #include <linux/sched/mm.h>
34 #include <linux/iomap.h>
35 #include <asm/unaligned.h>
36 #include <linux/fsverity.h>
37 #include "misc.h"
38 #include "ctree.h"
39 #include "disk-io.h"
40 #include "transaction.h"
41 #include "btrfs_inode.h"
42 #include "print-tree.h"
43 #include "ordered-data.h"
44 #include "xattr.h"
45 #include "tree-log.h"
46 #include "bio.h"
47 #include "compression.h"
48 #include "locking.h"
49 #include "free-space-cache.h"
50 #include "props.h"
51 #include "qgroup.h"
52 #include "delalloc-space.h"
53 #include "block-group.h"
54 #include "space-info.h"
55 #include "zoned.h"
56 #include "subpage.h"
57 #include "inode-item.h"
58 #include "fs.h"
59 #include "accessors.h"
60 #include "extent-tree.h"
61 #include "root-tree.h"
62 #include "defrag.h"
63 #include "dir-item.h"
64 #include "file-item.h"
65 #include "uuid-tree.h"
66 #include "ioctl.h"
67 #include "file.h"
68 #include "acl.h"
69 #include "relocation.h"
70 #include "verity.h"
71 #include "super.h"
72 #include "orphan.h"
73
74 struct btrfs_iget_args {
75         u64 ino;
76         struct btrfs_root *root;
77 };
78
79 struct btrfs_dio_data {
80         ssize_t submitted;
81         struct extent_changeset *data_reserved;
82         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
83         bool data_space_reserved;
84         bool nocow_done;
85 };
86
87 struct btrfs_dio_private {
88         /* Range of I/O */
89         u64 file_offset;
90         u32 bytes;
91
92         /* This must be last */
93         struct btrfs_bio bbio;
94 };
95
96 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
97
98 struct btrfs_rename_ctx {
99         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
100         u64 index;
101 };
102
103 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
104 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
105 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
106 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
107 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
108 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
109
110 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
111
112 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
113 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
114 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
115                                    struct page *locked_page,
116                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
117                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
118                                    u64 *done_offset);
119 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
120                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
121                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
122                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
123                                        int type);
124
125 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
126                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
127 {
128         struct btrfs_root *root = inode->root;
129         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
130
131         /* Output without objectid, which is more meaningful */
132         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
133                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
134 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
135                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
136                         logical_start,
137                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
138                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
139                         mirror_num);
140         } else {
141                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
142 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
143                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
144                         logical_start,
145                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
146                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
147                         mirror_num);
148         }
149 }
150
151 /*
152  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
153  *
154  * ilock_flags can have the following bit set:
155  *
156  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
157  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
158  *                   return -EAGAIN
159  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
160  */
161 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
162 {
163         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
164                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
165                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
166                                 return -EAGAIN;
167                         else
168                                 return 0;
169                 }
170                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
171         } else {
172                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
173                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
174                                 return -EAGAIN;
175                         else
176                                 return 0;
177                 }
178                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
179         }
180         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
181                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
182         return 0;
183 }
184
185 /*
186  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
187  *
188  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
189  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
190  */
191 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
192 {
193         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
194                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
195         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
196                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
197         else
198                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
199 }
200
201 /*
202  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
203  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
204  *
205  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
206  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
207  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
208  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
209  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
210  */
211 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
212                                                  struct page *locked_page,
213                                                  u64 offset, u64 bytes)
214 {
215         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
216         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
217         u64 page_start = 0, page_end = 0;
218         struct page *page;
219
220         if (locked_page) {
221                 page_start = page_offset(locked_page);
222                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
223         }
224
225         while (index <= end_index) {
226                 /*
227                  * For locked page, we will call end_extent_writepage() on it
228                  * in run_delalloc_range() for the error handling.  That
229                  * end_extent_writepage() function will call
230                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() to clear page Ordered and
231                  * run the ordered extent accounting.
232                  *
233                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
234                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
235                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
236                  */
237                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
238                         index++;
239                         continue;
240                 }
241                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
242                 index++;
243                 if (!page)
244                         continue;
245
246                 /*
247                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
248                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
249                  * the ordered extent accounting for the range.
250                  */
251                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
252                                                offset, bytes);
253                 put_page(page);
254         }
255
256         if (locked_page) {
257                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
258                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
259                         return;
260                 /*
261                  * In case this page belongs to the delalloc range being
262                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
263                  * going to be properly cleaned up by the caller of
264                  * run_delalloc_range
265                  */
266                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
267                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
268                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
269                 }
270         }
271
272         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
273 }
274
275 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
276
277 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
278                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
279 {
280         int err;
281
282         if (args->default_acl) {
283                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
284                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
285                 if (err)
286                         return err;
287         }
288         if (args->acl) {
289                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
290                 if (err)
291                         return err;
292         }
293         if (!args->default_acl && !args->acl)
294                 cache_no_acl(args->inode);
295         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
296                                          &args->dentry->d_name);
297 }
298
299 /*
300  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
301  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
302  * no overlapping inline items exist in the btree
303  */
304 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
305                                 struct btrfs_path *path,
306                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
307                                 size_t size, size_t compressed_size,
308                                 int compress_type,
309                                 struct page **compressed_pages,
310                                 bool update_i_size)
311 {
312         struct btrfs_root *root = inode->root;
313         struct extent_buffer *leaf;
314         struct page *page = NULL;
315         char *kaddr;
316         unsigned long ptr;
317         struct btrfs_file_extent_item *ei;
318         int ret;
319         size_t cur_size = size;
320         u64 i_size;
321
322         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
323                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
324
325         if (compressed_size && compressed_pages)
326                 cur_size = compressed_size;
327
328         if (!extent_inserted) {
329                 struct btrfs_key key;
330                 size_t datasize;
331
332                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
333                 key.offset = 0;
334                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
335
336                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
337                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
338                                               datasize);
339                 if (ret)
340                         goto fail;
341         }
342         leaf = path->nodes[0];
343         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
344                             struct btrfs_file_extent_item);
345         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
346         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
347         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
348         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
349         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
350         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
351
352         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
353                 struct page *cpage;
354                 int i = 0;
355                 while (compressed_size > 0) {
356                         cpage = compressed_pages[i];
357                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
358                                        PAGE_SIZE);
359
360                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
361                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
362                         kunmap_local(kaddr);
363
364                         i++;
365                         ptr += cur_size;
366                         compressed_size -= cur_size;
367                 }
368                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
369                                                   compress_type);
370         } else {
371                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
372                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
373                 kaddr = kmap_local_page(page);
374                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
375                 kunmap_local(kaddr);
376                 put_page(page);
377         }
378         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
379         btrfs_release_path(path);
380
381         /*
382          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
383          * sake.
384          */
385         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
386                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
387         if (ret)
388                 goto fail;
389
390         /*
391          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
392          * without locking a page we already have locked.
393          *
394          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
395          * Otherwise we could end up racing with unlink.
396          */
397         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
398         if (update_i_size && size > i_size) {
399                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
400                 i_size = size;
401         }
402         inode->disk_i_size = i_size;
403
404 fail:
405         return ret;
406 }
407
408
409 /*
410  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
411  * does the checks required to make sure the data is small enough
412  * to fit as an inline extent.
413  */
414 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
415                                           size_t compressed_size,
416                                           int compress_type,
417                                           struct page **compressed_pages,
418                                           bool update_i_size)
419 {
420         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
421         struct btrfs_root *root = inode->root;
422         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
423         struct btrfs_trans_handle *trans;
424         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
425         int ret;
426         struct btrfs_path *path;
427
428         /*
429          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
430          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
431          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
432          * size.
433          */
434         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
435             size > fs_info->sectorsize ||
436             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
437             data_len > fs_info->max_inline)
438                 return 1;
439
440         path = btrfs_alloc_path();
441         if (!path)
442                 return -ENOMEM;
443
444         trans = btrfs_join_transaction(root);
445         if (IS_ERR(trans)) {
446                 btrfs_free_path(path);
447                 return PTR_ERR(trans);
448         }
449         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
450
451         drop_args.path = path;
452         drop_args.start = 0;
453         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
454         drop_args.drop_cache = true;
455         drop_args.replace_extent = true;
456         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
457         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
458         if (ret) {
459                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
460                 goto out;
461         }
462
463         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
464                                    size, compressed_size, compress_type,
465                                    compressed_pages, update_i_size);
466         if (ret && ret != -ENOSPC) {
467                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
468                 goto out;
469         } else if (ret == -ENOSPC) {
470                 ret = 1;
471                 goto out;
472         }
473
474         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
475         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
476         if (ret && ret != -ENOSPC) {
477                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
478                 goto out;
479         } else if (ret == -ENOSPC) {
480                 ret = 1;
481                 goto out;
482         }
483
484         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
485 out:
486         /*
487          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
488          * it won't count as data extent, free them directly here.
489          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
490          * just free one page here.
491          */
492         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
493         btrfs_free_path(path);
494         btrfs_end_transaction(trans);
495         return ret;
496 }
497
498 struct async_extent {
499         u64 start;
500         u64 ram_size;
501         u64 compressed_size;
502         struct page **pages;
503         unsigned long nr_pages;
504         int compress_type;
505         struct list_head list;
506 };
507
508 struct async_chunk {
509         struct btrfs_inode *inode;
510         struct page *locked_page;
511         u64 start;
512         u64 end;
513         blk_opf_t write_flags;
514         struct list_head extents;
515         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
516         struct btrfs_work work;
517         struct async_cow *async_cow;
518 };
519
520 struct async_cow {
521         atomic_t num_chunks;
522         struct async_chunk chunks[];
523 };
524
525 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
526                                      u64 start, u64 ram_size,
527                                      u64 compressed_size,
528                                      struct page **pages,
529                                      unsigned long nr_pages,
530                                      int compress_type)
531 {
532         struct async_extent *async_extent;
533
534         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
535         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
536         async_extent->start = start;
537         async_extent->ram_size = ram_size;
538         async_extent->compressed_size = compressed_size;
539         async_extent->pages = pages;
540         async_extent->nr_pages = nr_pages;
541         async_extent->compress_type = compress_type;
542         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
543         return 0;
544 }
545
546 /*
547  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
548  * options, defragmentation, properties or heuristics.
549  */
550 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
551                                       u64 end)
552 {
553         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
554
555         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
556                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
557                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
558                         btrfs_ino(inode));
559                 return 0;
560         }
561         /*
562          * Special check for subpage.
563          *
564          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
565          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
566          *
567          * 0            32K             64K
568          * |    |///////|       |///////|
569          *              \- A            \- B
570          *
571          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
572          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
573          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
574          *
575          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
576          * if the range is fully page aligned.
577          *
578          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
579          * the tailing partial page will be locked until the full compression
580          * finishes, delaying the write of other range.
581          *
582          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
583          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
584          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
585          * will unlock the full page.
586          */
587         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
588                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
589                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
590                         return 0;
591         }
592
593         /* force compress */
594         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
595                 return 1;
596         /* defrag ioctl */
597         if (inode->defrag_compress)
598                 return 1;
599         /* bad compression ratios */
600         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
601                 return 0;
602         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
603             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
604             inode->prop_compress)
605                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
606         return 0;
607 }
608
609 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
610                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
611 {
612         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
613         if (num_bytes < small_write &&
614             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
615                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
616 }
617
618 /*
619  * we create compressed extents in two phases.  The first
620  * phase compresses a range of pages that have already been
621  * locked (both pages and state bits are locked).
622  *
623  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
624  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
625  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
626  * happens in the same order things were put onto the queue by
627  * writepages and friends.
628  *
629  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
630  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
631  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
632  * are written in the same order that the flusher thread sent them
633  * down.
634  */
635 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
636 {
637         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
638         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
639         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
640         u64 start = async_chunk->start;
641         u64 end = async_chunk->end;
642         u64 actual_end;
643         u64 i_size;
644         int ret = 0;
645         struct page **pages = NULL;
646         unsigned long nr_pages;
647         unsigned long total_compressed = 0;
648         unsigned long total_in = 0;
649         int i;
650         int will_compress;
651         int compress_type = fs_info->compress_type;
652         int compressed_extents = 0;
653         int redirty = 0;
654
655         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
656
657         /*
658          * We need to save i_size before now because it could change in between
659          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
660          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
661          * later on.
662          *
663          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
664          * does that for us.
665          */
666         barrier();
667         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
668         barrier();
669         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
670 again:
671         will_compress = 0;
672         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
673         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
674
675         /*
676          * we don't want to send crud past the end of i_size through
677          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
678          * end of the file is before the start of our current
679          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
680          * cleanup code that can deal with all of this.
681          *
682          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
683          * very uncommon corner.
684          */
685         if (actual_end <= start)
686                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
687
688         total_compressed = actual_end - start;
689
690         /*
691          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
692          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
693          */
694         if (total_compressed <= blocksize &&
695            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
696                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
697
698         /*
699          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
700          * aligned range.
701          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
702          */
703         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
704                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
705                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
706                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
707         }
708
709         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
710                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
711         total_in = 0;
712         ret = 0;
713
714         /*
715          * we do compression for mount -o compress and when the
716          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
717          * change at any time if we discover bad compression ratios.
718          */
719         if (inode_need_compress(inode, start, end)) {
720                 WARN_ON(pages);
721                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
722                 if (!pages) {
723                         /* just bail out to the uncompressed code */
724                         nr_pages = 0;
725                         goto cont;
726                 }
727
728                 if (inode->defrag_compress)
729                         compress_type = inode->defrag_compress;
730                 else if (inode->prop_compress)
731                         compress_type = inode->prop_compress;
732
733                 /*
734                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
735                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
736                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
737                  * we are compressing them.
738                  *
739                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
740                  * dirty again later on.
741                  *
742                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
743                  * has moved, the end is the original one.
744                  */
745                 if (!redirty) {
746                         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
747                         redirty = 1;
748                 }
749
750                 /* Compression level is applied here and only here */
751                 ret = btrfs_compress_pages(
752                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
753                                            inode->vfs_inode.i_mapping, start,
754                                            pages,
755                                            &nr_pages,
756                                            &total_in,
757                                            &total_compressed);
758
759                 if (!ret) {
760                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
761                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
762
763                         /* zero the tail end of the last page, we might be
764                          * sending it down to disk
765                          */
766                         if (offset)
767                                 memzero_page(page, offset, PAGE_SIZE - offset);
768                         will_compress = 1;
769                 }
770         }
771 cont:
772         /*
773          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
774          * extent for subpage case.
775          */
776         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
777                 /* lets try to make an inline extent */
778                 if (ret || total_in < actual_end) {
779                         /* we didn't compress the entire range, try
780                          * to make an uncompressed inline extent.
781                          */
782                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
783                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
784                                                     NULL, false);
785                 } else {
786                         /* try making a compressed inline extent */
787                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
788                                                     total_compressed,
789                                                     compress_type, pages,
790                                                     false);
791                 }
792                 if (ret <= 0) {
793                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
794                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
795                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
796                         unsigned long page_error_op;
797
798                         page_error_op = ret < 0 ? PAGE_SET_ERROR : 0;
799
800                         /*
801                          * inline extent creation worked or returned error,
802                          * we don't need to create any more async work items.
803                          * Unlock and free up our temp pages.
804                          *
805                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
806                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
807                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
808                          * range.
809                          */
810                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
811                                                      NULL,
812                                                      clear_flags,
813                                                      PAGE_UNLOCK |
814                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
815                                                      page_error_op |
816                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
817
818                         /*
819                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
820                          * them allocated, as we can still reach here with
821                          * inode_need_compress() == false.
822                          */
823                         if (pages) {
824                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
825                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
826                                         put_page(pages[i]);
827                                 }
828                                 kfree(pages);
829                         }
830                         return 0;
831                 }
832         }
833
834         if (will_compress) {
835                 /*
836                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
837                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
838                  * things
839                  */
840                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
841
842                 /*
843                  * one last check to make sure the compression is really a
844                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
845                  * compression must free at least one sector size
846                  */
847                 total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
848                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
849                         compressed_extents++;
850
851                         /*
852                          * The async work queues will take care of doing actual
853                          * allocation on disk for these compressed pages, and
854                          * will submit them to the elevator.
855                          */
856                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
857                                         total_compressed, pages, nr_pages,
858                                         compress_type);
859
860                         if (start + total_in < end) {
861                                 start += total_in;
862                                 pages = NULL;
863                                 cond_resched();
864                                 goto again;
865                         }
866                         return compressed_extents;
867                 }
868         }
869         if (pages) {
870                 /*
871                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
872                  * free any pages it allocated and our page pointer array
873                  */
874                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
875                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
876                         put_page(pages[i]);
877                 }
878                 kfree(pages);
879                 pages = NULL;
880                 total_compressed = 0;
881                 nr_pages = 0;
882
883                 /* flag the file so we don't compress in the future */
884                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
885                     !(inode->prop_compress)) {
886                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
887                 }
888         }
889 cleanup_and_bail_uncompressed:
890         /*
891          * No compression, but we still need to write the pages in the file
892          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
893          * to our extent and set things up for the async work queue to run
894          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
895          */
896         if (async_chunk->locked_page &&
897             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
898              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
899                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
900                 /* unlocked later on in the async handlers */
901         }
902
903         if (redirty)
904                 extent_range_redirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
905         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
906                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
907         compressed_extents++;
908
909         return compressed_extents;
910 }
911
912 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
913 {
914         int i;
915
916         if (!async_extent->pages)
917                 return;
918
919         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
920                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
921                 put_page(async_extent->pages[i]);
922         }
923         kfree(async_extent->pages);
924         async_extent->nr_pages = 0;
925         async_extent->pages = NULL;
926 }
927
928 static int submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
929                                      struct async_extent *async_extent,
930                                      struct page *locked_page)
931 {
932         u64 start = async_extent->start;
933         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
934         unsigned long nr_written = 0;
935         int page_started = 0;
936         int ret;
937
938         /*
939          * Call cow_file_range() to run the delalloc range directly, since we
940          * won't go to NOCOW or async path again.
941          *
942          * Also we call cow_file_range() with @unlock_page == 0, so that we
943          * can directly submit them without interruption.
944          */
945         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &page_started,
946                              &nr_written, 0, NULL);
947         /* Inline extent inserted, page gets unlocked and everything is done */
948         if (page_started)
949                 return 0;
950
951         if (ret < 0) {
952                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
953                 if (locked_page) {
954                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
955                         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
956
957                         btrfs_page_set_error(inode->root->fs_info, locked_page,
958                                              page_start, PAGE_SIZE);
959                         set_page_writeback(locked_page);
960                         end_page_writeback(locked_page);
961                         end_extent_writepage(locked_page, ret, page_start, page_end);
962                         unlock_page(locked_page);
963                 }
964                 return ret;
965         }
966
967         /* All pages will be unlocked, including @locked_page */
968         return extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end);
969 }
970
971 static int submit_one_async_extent(struct btrfs_inode *inode,
972                                    struct async_chunk *async_chunk,
973                                    struct async_extent *async_extent,
974                                    u64 *alloc_hint)
975 {
976         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
977         struct btrfs_root *root = inode->root;
978         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
979         struct btrfs_key ins;
980         struct page *locked_page = NULL;
981         struct extent_map *em;
982         int ret = 0;
983         u64 start = async_extent->start;
984         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
985
986         if (async_chunk->blkcg_css)
987                 kthread_associate_blkcg(async_chunk->blkcg_css);
988
989         /*
990          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
991          * handle it.
992          */
993         if (async_chunk->locked_page) {
994                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
995                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
996
997                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
998                         locked_page = async_chunk->locked_page;
999         }
1000         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1001
1002         /* We have fall back to uncompressed write */
1003         if (!async_extent->pages) {
1004                 ret = submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1005                 goto done;
1006         }
1007
1008         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1009                                    async_extent->compressed_size,
1010                                    async_extent->compressed_size,
1011                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1012         if (ret) {
1013                 free_async_extent_pages(async_extent);
1014                 /*
1015                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
1016                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
1017                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
1018                  * which requires larger size?  So here we directly go error
1019                  * path.
1020                  */
1021                 goto out_free;
1022         }
1023
1024         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1025         em = create_io_em(inode, start,
1026                           async_extent->ram_size,       /* len */
1027                           start,                        /* orig_start */
1028                           ins.objectid,                 /* block_start */
1029                           ins.offset,                   /* block_len */
1030                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1031                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1032                           async_extent->compress_type,
1033                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1034         if (IS_ERR(em)) {
1035                 ret = PTR_ERR(em);
1036                 goto out_free_reserve;
1037         }
1038         free_extent_map(em);
1039
1040         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start,            /* file_offset */
1041                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1042                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1043                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1044                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1045                                        0,                       /* offset */
1046                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1047                                        async_extent->compress_type);
1048         if (ret) {
1049                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1050                 goto out_free_reserve;
1051         }
1052         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1053
1054         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1055         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1056                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1057                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1058
1059         btrfs_submit_compressed_write(inode, start,     /* file_offset */
1060                             async_extent->ram_size,     /* num_bytes */
1061                             ins.objectid,               /* disk_bytenr */
1062                             ins.offset,                 /* compressed_len */
1063                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1064                             async_extent->nr_pages,
1065                             async_chunk->write_flags, true);
1066         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1067 done:
1068         if (async_chunk->blkcg_css)
1069                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1070         kfree(async_extent);
1071         return ret;
1072
1073 out_free_reserve:
1074         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1075         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1076 out_free:
1077         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1078                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1079                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1080                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1081                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1082                                      PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1083         free_async_extent_pages(async_extent);
1084         goto done;
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1089  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1090  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1091  */
1092 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
1093 {
1094         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1095         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1096         struct async_extent *async_extent;
1097         u64 alloc_hint = 0;
1098         int ret = 0;
1099
1100         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1101                 u64 extent_start;
1102                 u64 ram_size;
1103
1104                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1105                                           struct async_extent, list);
1106                 list_del(&async_extent->list);
1107                 extent_start = async_extent->start;
1108                 ram_size = async_extent->ram_size;
1109
1110                 ret = submit_one_async_extent(inode, async_chunk, async_extent,
1111                                               &alloc_hint);
1112                 btrfs_debug(fs_info,
1113 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1114                             inode->root->root_key.objectid,
1115                             btrfs_ino(inode), extent_start, ram_size, ret);
1116         }
1117 }
1118
1119 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1120                                       u64 num_bytes)
1121 {
1122         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1123         struct extent_map *em;
1124         u64 alloc_hint = 0;
1125
1126         read_lock(&em_tree->lock);
1127         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1128         if (em) {
1129                 /*
1130                  * if block start isn't an actual block number then find the
1131                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1132                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1133                  */
1134                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1135                         free_extent_map(em);
1136                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1137                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1138                                 alloc_hint = em->block_start;
1139                         if (em)
1140                                 free_extent_map(em);
1141                 } else {
1142                         alloc_hint = em->block_start;
1143                         free_extent_map(em);
1144                 }
1145         }
1146         read_unlock(&em_tree->lock);
1147
1148         return alloc_hint;
1149 }
1150
1151 /*
1152  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1153  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1154  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1155  * in ram to track those extents.
1156  *
1157  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1158  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1159  *
1160  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
1161  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
1162  * IO when we return.
1163  *
1164  * When unlock == 1, we unlock the pages in successfully allocated regions.
1165  * When unlock == 0, we leave them locked for writing them out.
1166  *
1167  * However, we unlock all the pages except @locked_page in case of failure.
1168  *
1169  * In summary, page locking state will be as follow:
1170  *
1171  * - page_started == 1 (return value)
1172  *     - All the pages are unlocked. IO is started.
1173  *     - Note that this can happen only on success
1174  * - unlock == 1
1175  *     - All the pages except @locked_page are unlocked in any case
1176  * - unlock == 0
1177  *     - On success, all the pages are locked for writing out them
1178  *     - On failure, all the pages except @locked_page are unlocked
1179  *
1180  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1181  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1182  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1183  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1184  * example.
1185  */
1186 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1187                                    struct page *locked_page,
1188                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
1189                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
1190                                    u64 *done_offset)
1191 {
1192         struct btrfs_root *root = inode->root;
1193         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1194         u64 alloc_hint = 0;
1195         u64 orig_start = start;
1196         u64 num_bytes;
1197         unsigned long ram_size;
1198         u64 cur_alloc_size = 0;
1199         u64 min_alloc_size;
1200         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1201         struct btrfs_key ins;
1202         struct extent_map *em;
1203         unsigned clear_bits;
1204         unsigned long page_ops;
1205         bool extent_reserved = false;
1206         int ret = 0;
1207
1208         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1209                 ret = -EINVAL;
1210                 goto out_unlock;
1211         }
1212
1213         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1214         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1215         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1216
1217         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1218
1219         /*
1220          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1221          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1222          * is doing more writeback than what we want.
1223          *
1224          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1225          * where we only increase i_size after everything is done.
1226          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1227          * So here we skip inline extent creation completely.
1228          */
1229         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
1230                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1231                                        end + 1);
1232
1233                 /* lets try to make an inline extent */
1234                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1235                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1236                 if (ret == 0) {
1237                         /*
1238                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1239                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1240                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1241                          * range.
1242                          */
1243                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1244                                      locked_page,
1245                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1246                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1247                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1248                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1249                         *nr_written = *nr_written +
1250                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1251                         *page_started = 1;
1252                         /*
1253                          * locked_page is locked by the caller of
1254                          * writepage_delalloc(), not locked by
1255                          * __process_pages_contig().
1256                          *
1257                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1258                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1259                          *
1260                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1261                          * can't use page_started to determine if it's an
1262                          * inline extent or a compressed extent.
1263                          */
1264                         unlock_page(locked_page);
1265                         goto out;
1266                 } else if (ret < 0) {
1267                         goto out_unlock;
1268                 }
1269         }
1270
1271         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1272
1273         /*
1274          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1275          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1276          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1277          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1278          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1279          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1280          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1281          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1282          * items.
1283          */
1284         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1285                 min_alloc_size = num_bytes;
1286         else
1287                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1288
1289         while (num_bytes > 0) {
1290                 cur_alloc_size = num_bytes;
1291                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1292                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1293                                            &ins, 1, 1);
1294                 if (ret < 0)
1295                         goto out_unlock;
1296                 cur_alloc_size = ins.offset;
1297                 extent_reserved = true;
1298
1299                 ram_size = ins.offset;
1300                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1301                                   start, /* orig_start */
1302                                   ins.objectid, /* block_start */
1303                                   ins.offset, /* block_len */
1304                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1305                                   ram_size, /* ram_bytes */
1306                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1307                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1308                 if (IS_ERR(em)) {
1309                         ret = PTR_ERR(em);
1310                         goto out_reserve;
1311                 }
1312                 free_extent_map(em);
1313
1314                 ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, ram_size, ram_size,
1315                                                ins.objectid, cur_alloc_size, 0,
1316                                                1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1317                                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1318                 if (ret)
1319                         goto out_drop_extent_cache;
1320
1321                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1322                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, start,
1323                                                       cur_alloc_size);
1324                         /*
1325                          * Only drop cache here, and process as normal.
1326                          *
1327                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1328                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1329                          * extent, as its meta should be freed by
1330                          * btrfs_finish_ordered_io().
1331                          *
1332                          * So we must continue until @start is increased to
1333                          * skip current ordered extent.
1334                          */
1335                         if (ret)
1336                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1337                                                             start + ram_size - 1,
1338                                                             false);
1339                 }
1340
1341                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1342
1343                 /*
1344                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1345                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1346                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1347                  *
1348                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1349                  * properly setup for writepage.
1350                  */
1351                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1352                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1353
1354                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1355                                              locked_page,
1356                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1357                                              page_ops);
1358                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1359                         num_bytes = 0;
1360                 else
1361                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1362                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1363                 start += cur_alloc_size;
1364                 extent_reserved = false;
1365
1366                 /*
1367                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1368                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1369                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1370                  */
1371                 if (ret)
1372                         goto out_unlock;
1373         }
1374 out:
1375         return ret;
1376
1377 out_drop_extent_cache:
1378         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1379 out_reserve:
1380         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1381         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1382 out_unlock:
1383         /*
1384          * If done_offset is non-NULL and ret == -EAGAIN, we expect the
1385          * caller to write out the successfully allocated region and retry.
1386          */
1387         if (done_offset && ret == -EAGAIN) {
1388                 if (orig_start < start)
1389                         *done_offset = start - 1;
1390                 else
1391                         *done_offset = start;
1392                 return ret;
1393         } else if (ret == -EAGAIN) {
1394                 /* Convert to -ENOSPC since the caller cannot retry. */
1395                 ret = -ENOSPC;
1396         }
1397
1398         /*
1399          * Now, we have three regions to clean up:
1400          *
1401          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1402          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1403          *
1404          * We process each region below.
1405          */
1406
1407         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1408                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1409         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1410
1411         /*
1412          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1413          * for this region. They are cleaned up by
1414          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1415          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1416          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1417          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1418          * function.
1419          *
1420          * However, in case of unlock == 0, we still need to unlock the pages
1421          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1422          */
1423         if (!unlock && orig_start < start) {
1424                 if (!locked_page)
1425                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1426                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1427                                              locked_page, 0, page_ops);
1428         }
1429
1430         /*
1431          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1432          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1433          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1434          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1435          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1436          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1437          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1438          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1439          */
1440         if (extent_reserved) {
1441                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1442                                              start + cur_alloc_size - 1,
1443                                              locked_page,
1444                                              clear_bits,
1445                                              page_ops);
1446                 start += cur_alloc_size;
1447                 if (start >= end)
1448                         return ret;
1449         }
1450
1451         /*
1452          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1453          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1454          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1455          * btrfs_check_data_free_space().
1456          */
1457         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1458                                      clear_bits | EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1459                                      page_ops);
1460         return ret;
1461 }
1462
1463 /*
1464  * work queue call back to started compression on a file and pages
1465  */
1466 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1467 {
1468         struct async_chunk *async_chunk;
1469         int compressed_extents;
1470
1471         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1472
1473         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1474         if (compressed_extents == 0) {
1475                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1476                 async_chunk->inode = NULL;
1477         }
1478 }
1479
1480 /*
1481  * work queue call back to submit previously compressed pages
1482  */
1483 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1484 {
1485         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1486                                                      work);
1487         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1488         unsigned long nr_pages;
1489
1490         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1491                 PAGE_SHIFT;
1492
1493         /*
1494          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1495          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1496          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1497          * happening in cow_file_range_async
1498          */
1499         if (async_chunk->inode)
1500                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1501
1502         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1503         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1504             5 * SZ_1M)
1505                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1506 }
1507
1508 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1509 {
1510         struct async_chunk *async_chunk;
1511         struct async_cow *async_cow;
1512
1513         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1514         if (async_chunk->inode)
1515                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1516         if (async_chunk->blkcg_css)
1517                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1518
1519         async_cow = async_chunk->async_cow;
1520         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1521                 kvfree(async_cow);
1522 }
1523
1524 static int cow_file_range_async(struct btrfs_inode *inode,
1525                                 struct writeback_control *wbc,
1526                                 struct page *locked_page,
1527                                 u64 start, u64 end, int *page_started,
1528                                 unsigned long *nr_written)
1529 {
1530         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1531         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1532         struct async_cow *ctx;
1533         struct async_chunk *async_chunk;
1534         unsigned long nr_pages;
1535         u64 cur_end;
1536         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1537         int i;
1538         bool should_compress;
1539         unsigned nofs_flag;
1540         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1541
1542         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1543
1544         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS &&
1545             !btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS)) {
1546                 num_chunks = 1;
1547                 should_compress = false;
1548         } else {
1549                 should_compress = true;
1550         }
1551
1552         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1553         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1554         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1555
1556         if (!ctx) {
1557                 unsigned clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1558                         EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1559                         EXTENT_DO_ACCOUNTING;
1560                 unsigned long page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1561                                          PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR;
1562
1563                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1564                                              clear_bits, page_ops);
1565                 return -ENOMEM;
1566         }
1567
1568         async_chunk = ctx->chunks;
1569         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1570
1571         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1572                 if (should_compress)
1573                         cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1574                 else
1575                         cur_end = end;
1576
1577                 /*
1578                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1579                  * lightweight reference for the callback lifetime
1580                  */
1581                 ihold(&inode->vfs_inode);
1582                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1583                 async_chunk[i].inode = inode;
1584                 async_chunk[i].start = start;
1585                 async_chunk[i].end = cur_end;
1586                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1587                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1588
1589                 /*
1590                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1591                  * the original page we were actually given.  As we spread
1592                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1593                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1594                  *
1595                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1596                  * to unlock it.
1597                  */
1598                 if (locked_page) {
1599                         /*
1600                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1601                          * might not go through async.  We want all of them to
1602                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1603                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1604                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1605                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1606                          * against the first page.
1607                          */
1608                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1609                                                  cur_end - start);
1610                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1611                         locked_page = NULL;
1612                 } else {
1613                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1614                 }
1615
1616                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1617                         css_get(blkcg_css);
1618                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1619                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1620                 } else {
1621                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1622                 }
1623
1624                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1625                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1626
1627                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1628                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1629
1630                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1631
1632                 *nr_written += nr_pages;
1633                 start = cur_end + 1;
1634         }
1635         *page_started = 1;
1636         return 0;
1637 }
1638
1639 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1640                                        struct page *locked_page, u64 start,
1641                                        u64 end, int *page_started,
1642                                        unsigned long *nr_written)
1643 {
1644         u64 done_offset = end;
1645         int ret;
1646         bool locked_page_done = false;
1647
1648         while (start <= end) {
1649                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1650                                      nr_written, 0, &done_offset);
1651                 if (ret && ret != -EAGAIN)
1652                         return ret;
1653
1654                 if (*page_started) {
1655                         ASSERT(ret == 0);
1656                         return 0;
1657                 }
1658
1659                 if (ret == 0)
1660                         done_offset = end;
1661
1662                 if (done_offset == start) {
1663                         wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1664                                        BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1665                                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1666                         continue;
1667                 }
1668
1669                 if (!locked_page_done) {
1670                         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1671                         account_page_redirty(locked_page);
1672                 }
1673                 locked_page_done = true;
1674                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, done_offset);
1675
1676                 start = done_offset + 1;
1677         }
1678
1679         *page_started = 1;
1680
1681         return 0;
1682 }
1683
1684 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1685                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1686 {
1687         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1688         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1689         int ret;
1690         LIST_HEAD(list);
1691
1692         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1693                                       &list, 0, nowait);
1694         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1695                 return 0;
1696
1697         while (!list_empty(&list)) {
1698                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1699                 list_del(&sums->list);
1700                 kfree(sums);
1701         }
1702         if (ret < 0)
1703                 return ret;
1704         return 1;
1705 }
1706
1707 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1708                            const u64 start, const u64 end,
1709                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1710 {
1711         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1712         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1713         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1714         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1715         u64 range_start = start;
1716         u64 count;
1717
1718         /*
1719          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1720          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1721          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1722          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1723          * has the NOCOW bit set).
1724          *
1725          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1726          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1727          * scrub or relocation) we need to do the following:
1728          *
1729          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1730          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1731          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1732          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1733          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1734          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1735          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1736          *
1737          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1738          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1739          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1740          *    data space info, which we incremented in the step above.
1741          *
1742          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1743          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1744          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1745          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1746          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1747          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1748          * when starting writeback.
1749          */
1750         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1751                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1752         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1753                 u64 bytes = count;
1754                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1755                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1756
1757                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1758                         bytes = range_bytes;
1759
1760                 spin_lock(&sinfo->lock);
1761                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1762                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1763
1764                 if (count > 0)
1765                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1766                                          NULL);
1767         }
1768
1769         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1770                               nr_written, 1, NULL);
1771 }
1772
1773 struct can_nocow_file_extent_args {
1774         /* Input fields. */
1775
1776         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1777         u64 start;
1778         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1779         u64 end;
1780         bool writeback_path;
1781         bool strict;
1782         /*
1783          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1784          * anymore.
1785          */
1786         bool free_path;
1787
1788         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1789
1790         u64 disk_bytenr;
1791         u64 disk_num_bytes;
1792         u64 extent_offset;
1793         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1794         u64 num_bytes;
1795 };
1796
1797 /*
1798  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1799  * This function may return with the path released, so the caller should check
1800  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1801  *
1802  * Returns: < 0 on error
1803  *            0 if we can not NOCOW
1804  *            1 if we can NOCOW
1805  */
1806 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1807                                  struct btrfs_key *key,
1808                                  struct btrfs_inode *inode,
1809                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1810 {
1811         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1812         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1813         struct btrfs_root *root = inode->root;
1814         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1815         u64 extent_end;
1816         u8 extent_type;
1817         int can_nocow = 0;
1818         int ret = 0;
1819         bool nowait = path->nowait;
1820
1821         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1822         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1823
1824         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1825                 goto out;
1826
1827         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1828         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1829         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1830         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1831
1832         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1833             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1834                 goto out;
1835
1836         /*
1837          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1838          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1839          * hence we must COW.
1840          */
1841         if (!args->strict &&
1842             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1843             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1844                 goto out;
1845
1846         /* An explicit hole, must COW. */
1847         if (args->disk_bytenr == 0)
1848                 goto out;
1849
1850         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1851         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1852             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1853             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1854                 goto out;
1855
1856         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1857
1858         /*
1859          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1860          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1861          * blocking other tasks for too long.
1862          */
1863         btrfs_release_path(path);
1864
1865         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1866                                     key->offset - args->extent_offset,
1867                                     args->disk_bytenr, false, path);
1868         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1869         if (ret != 0)
1870                 goto out;
1871
1872         if (args->free_path) {
1873                 /*
1874                  * We don't need the path anymore, plus through the
1875                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1876                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1877                  * memory usage.
1878                  */
1879                 btrfs_free_path(path);
1880                 path = NULL;
1881         }
1882
1883         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1884         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1885             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1886                 goto out;
1887
1888         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1889         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1890         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1891
1892         /*
1893          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1894          * given extent are either valid or do not exist.
1895          */
1896         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1897                                   nowait);
1898         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1899         if (ret != 0)
1900                 goto out;
1901
1902         can_nocow = 1;
1903  out:
1904         if (args->free_path && path)
1905                 btrfs_free_path(path);
1906
1907         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1908 }
1909
1910 /*
1911  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1912  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1913  *
1914  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1915  * blocks on disk
1916  */
1917 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1918                                        struct page *locked_page,
1919                                        const u64 start, const u64 end,
1920                                        int *page_started,
1921                                        unsigned long *nr_written)
1922 {
1923         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1924         struct btrfs_root *root = inode->root;
1925         struct btrfs_path *path;
1926         u64 cow_start = (u64)-1;
1927         u64 cur_offset = start;
1928         int ret;
1929         bool check_prev = true;
1930         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1931         struct btrfs_block_group *bg;
1932         bool nocow = false;
1933         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1934
1935         path = btrfs_alloc_path();
1936         if (!path) {
1937                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1938                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1939                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1940                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
1941                                              PAGE_START_WRITEBACK |
1942                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1943                 return -ENOMEM;
1944         }
1945
1946         nocow_args.end = end;
1947         nocow_args.writeback_path = true;
1948
1949         while (1) {
1950                 struct btrfs_key found_key;
1951                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
1952                 struct extent_buffer *leaf;
1953                 u64 extent_end;
1954                 u64 ram_bytes;
1955                 u64 nocow_end;
1956                 int extent_type;
1957
1958                 nocow = false;
1959
1960                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
1961                                                cur_offset, 0);
1962                 if (ret < 0)
1963                         goto error;
1964
1965                 /*
1966                  * If there is no extent for our range when doing the initial
1967                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
1968                  * one containing the search offset
1969                  */
1970                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
1971                         leaf = path->nodes[0];
1972                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
1973                                               path->slots[0] - 1);
1974                         if (found_key.objectid == ino &&
1975                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
1976                                 path->slots[0]--;
1977                 }
1978                 check_prev = false;
1979 next_slot:
1980                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
1981                 leaf = path->nodes[0];
1982                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1983                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1984                         if (ret < 0) {
1985                                 if (cow_start != (u64)-1)
1986                                         cur_offset = cow_start;
1987                                 goto error;
1988                         }
1989                         if (ret > 0)
1990                                 break;
1991                         leaf = path->nodes[0];
1992                 }
1993
1994                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1995
1996                 /* Didn't find anything for our INO */
1997                 if (found_key.objectid > ino)
1998                         break;
1999                 /*
2000                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2001                  * more extents for this inode
2002                  */
2003                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2004                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2005                         path->slots[0]++;
2006                         goto next_slot;
2007                 }
2008
2009                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2010                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2011                     found_key.offset > end)
2012                         break;
2013
2014                 /*
2015                  * If the found extent starts after requested offset, then
2016                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2017                  */
2018                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2019                         extent_end = found_key.offset;
2020                         extent_type = 0;
2021                         goto out_check;
2022                 }
2023
2024                 /*
2025                  * Found extent which begins before our range and potentially
2026                  * intersect it
2027                  */
2028                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2029                                     struct btrfs_file_extent_item);
2030                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2031                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2032                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2033                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2034                         ret = -EUCLEAN;
2035                         goto error;
2036                 }
2037                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2038                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2039
2040                 /*
2041                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2042                  * the next extent.
2043                  */
2044                 if (extent_end <= cur_offset) {
2045                         path->slots[0]++;
2046                         goto next_slot;
2047                 }
2048
2049                 nocow_args.start = cur_offset;
2050                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2051                 if (ret < 0) {
2052                         if (cow_start != (u64)-1)
2053                                 cur_offset = cow_start;
2054                         goto error;
2055                 } else if (ret == 0) {
2056                         goto out_check;
2057                 }
2058
2059                 ret = 0;
2060                 bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2061                 if (bg)
2062                         nocow = true;
2063 out_check:
2064                 /*
2065                  * If nocow is false then record the beginning of the range
2066                  * that needs to be COWed
2067                  */
2068                 if (!nocow) {
2069                         if (cow_start == (u64)-1)
2070                                 cow_start = cur_offset;
2071                         cur_offset = extent_end;
2072                         if (cur_offset > end)
2073                                 break;
2074                         if (!path->nodes[0])
2075                                 continue;
2076                         path->slots[0]++;
2077                         goto next_slot;
2078                 }
2079
2080                 /*
2081                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2082                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2083                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2084                  */
2085                 if (cow_start != (u64)-1) {
2086                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2087                                               cow_start, found_key.offset - 1,
2088                                               page_started, nr_written);
2089                         if (ret)
2090                                 goto error;
2091                         cow_start = (u64)-1;
2092                 }
2093
2094                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2095
2096                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
2097                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2098                         struct extent_map *em;
2099
2100                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2101                                           orig_start,
2102                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2103                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2104                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2105                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2106                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2107                         if (IS_ERR(em)) {
2108                                 ret = PTR_ERR(em);
2109                                 goto error;
2110                         }
2111                         free_extent_map(em);
2112                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode,
2113                                         cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2114                                         nocow_args.num_bytes,
2115                                         nocow_args.disk_bytenr,
2116                                         nocow_args.num_bytes, 0,
2117                                         1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC,
2118                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
2119                         if (ret) {
2120                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2121                                                             nocow_end, false);
2122                                 goto error;
2123                         }
2124                 } else {
2125                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
2126                                                        nocow_args.num_bytes,
2127                                                        nocow_args.num_bytes,
2128                                                        nocow_args.disk_bytenr,
2129                                                        nocow_args.num_bytes,
2130                                                        0,
2131                                                        1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW,
2132                                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
2133                         if (ret)
2134                                 goto error;
2135                 }
2136
2137                 if (nocow) {
2138                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2139                         nocow = false;
2140                 }
2141
2142                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2143                         /*
2144                          * Error handled later, as we must prevent
2145                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2146                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2147                          */
2148                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, cur_offset,
2149                                                       nocow_args.num_bytes);
2150
2151                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2152                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2153                                              EXTENT_DELALLOC |
2154                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2155                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2156
2157                 cur_offset = extent_end;
2158
2159                 /*
2160                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2161                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2162                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2163                  */
2164                 if (ret)
2165                         goto error;
2166                 if (cur_offset > end)
2167                         break;
2168         }
2169         btrfs_release_path(path);
2170
2171         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2172                 cow_start = cur_offset;
2173
2174         if (cow_start != (u64)-1) {
2175                 cur_offset = end;
2176                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
2177                                       page_started, nr_written);
2178                 if (ret)
2179                         goto error;
2180         }
2181
2182 error:
2183         if (nocow)
2184                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2185
2186         if (ret && cur_offset < end)
2187                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2188                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2189                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2190                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2191                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2192                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2193         btrfs_free_path(path);
2194         return ret;
2195 }
2196
2197 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2198 {
2199         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2200                 if (inode->defrag_bytes &&
2201                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2202                                    0, NULL))
2203                         return false;
2204                 return true;
2205         }
2206         return false;
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2211  * being touched for the first time.
2212  */
2213 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2214                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
2215                 struct writeback_control *wbc)
2216 {
2217         int ret;
2218         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2219
2220         /*
2221          * The range must cover part of the @locked_page, or the returned
2222          * @page_started can confuse the caller.
2223          */
2224         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2225                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2226
2227         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2228                 /*
2229                  * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but
2230                  * in case of relocation on a zoned filesystem we have taken
2231                  * precaution, that we're only writing sequentially. It's safe
2232                  * to use run_delalloc_nocow() here, like for  regular
2233                  * preallocated inodes.
2234                  */
2235                 ASSERT(!zoned || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root));
2236                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
2237                                          page_started, nr_written);
2238         } else if (!btrfs_inode_can_compress(inode) ||
2239                    !inode_need_compress(inode, start, end)) {
2240                 if (zoned)
2241                         ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end,
2242                                                  page_started, nr_written);
2243                 else
2244                         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
2245                                              page_started, nr_written, 1, NULL);
2246         } else {
2247                 set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
2248                 ret = cow_file_range_async(inode, wbc, locked_page, start, end,
2249                                            page_started, nr_written);
2250         }
2251         ASSERT(ret <= 0);
2252         if (ret)
2253                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2254                                               end - start + 1);
2255         return ret;
2256 }
2257
2258 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2259                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2260 {
2261         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2262         u64 size;
2263
2264         /* not delalloc, ignore it */
2265         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2266                 return;
2267
2268         size = orig->end - orig->start + 1;
2269         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2270                 u32 num_extents;
2271                 u64 new_size;
2272
2273                 /*
2274                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2275                  * applies here, just in reverse.
2276                  */
2277                 new_size = orig->end - split + 1;
2278                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2279                 new_size = split - orig->start;
2280                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2281                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2282                         return;
2283         }
2284
2285         spin_lock(&inode->lock);
2286         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2287         spin_unlock(&inode->lock);
2288 }
2289
2290 /*
2291  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2292  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2293  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2294  */
2295 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2296                                  struct extent_state *other)
2297 {
2298         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2299         u64 new_size, old_size;
2300         u32 num_extents;
2301
2302         /* not delalloc, ignore it */
2303         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2304                 return;
2305
2306         if (new->start > other->start)
2307                 new_size = new->end - other->start + 1;
2308         else
2309                 new_size = other->end - new->start + 1;
2310
2311         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2312         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2313                 spin_lock(&inode->lock);
2314                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2315                 spin_unlock(&inode->lock);
2316                 return;
2317         }
2318
2319         /*
2320          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2321          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2322          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2323          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2324          *
2325          * [ 4k][MAX_SIZE]
2326          *
2327          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2328          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2329          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2330          *
2331          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2332          *
2333          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2334          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2335          * this case.
2336          */
2337         old_size = other->end - other->start + 1;
2338         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2339         old_size = new->end - new->start + 1;
2340         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2341         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2342                 return;
2343
2344         spin_lock(&inode->lock);
2345         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2346         spin_unlock(&inode->lock);
2347 }
2348
2349 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2350                                       struct btrfs_inode *inode)
2351 {
2352         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2353
2354         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2355         if (list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2356                 list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2357                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST, &inode->runtime_flags);
2358                 root->nr_delalloc_inodes++;
2359                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2360                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2361                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2362                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2363                                       &fs_info->delalloc_roots);
2364                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2365                 }
2366         }
2367         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2368 }
2369
2370 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2371                                 struct btrfs_inode *inode)
2372 {
2373         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2374
2375         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2376                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2377                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2378                           &inode->runtime_flags);
2379                 root->nr_delalloc_inodes--;
2380                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2381                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2382                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2383                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2384                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2385                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2386                 }
2387         }
2388 }
2389
2390 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2391                                      struct btrfs_inode *inode)
2392 {
2393         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2394         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2395         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2396 }
2397
2398 /*
2399  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2400  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2401  */
2402 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2403                                u32 bits)
2404 {
2405         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2406
2407         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2408                 WARN_ON(1);
2409         /*
2410          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2411          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2412          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2413          */
2414         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2415                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2416                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2417                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2418                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2419
2420                 spin_lock(&inode->lock);
2421                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2422                 spin_unlock(&inode->lock);
2423
2424                 /* For sanity tests */
2425                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2426                         return;
2427
2428                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2429                                          fs_info->delalloc_batch);
2430                 spin_lock(&inode->lock);
2431                 inode->delalloc_bytes += len;
2432                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2433                         inode->defrag_bytes += len;
2434                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2435                                          &inode->runtime_flags))
2436                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2437                 spin_unlock(&inode->lock);
2438         }
2439
2440         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2441             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2442                 spin_lock(&inode->lock);
2443                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2444                 spin_unlock(&inode->lock);
2445         }
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2450  * accounting happens.
2451  */
2452 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2453                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2454 {
2455         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2456         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2457         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2458
2459         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2460                 spin_lock(&inode->lock);
2461                 inode->defrag_bytes -= len;
2462                 spin_unlock(&inode->lock);
2463         }
2464
2465         /*
2466          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2467          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2468          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2469          */
2470         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2471                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2472                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2473
2474                 spin_lock(&inode->lock);
2475                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2476                 spin_unlock(&inode->lock);
2477
2478                 /*
2479                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2480                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2481                  * error.
2482                  */
2483                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2484                     root != fs_info->tree_root)
2485                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2486
2487                 /* For sanity tests. */
2488                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2489                         return;
2490
2491                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2492                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2493                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2494                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2495
2496                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2497                                          fs_info->delalloc_batch);
2498                 spin_lock(&inode->lock);
2499                 inode->delalloc_bytes -= len;
2500                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2501                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2502                                         &inode->runtime_flags))
2503                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2504                 spin_unlock(&inode->lock);
2505         }
2506
2507         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2508             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2509                 spin_lock(&inode->lock);
2510                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2511                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2512                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2513                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2514                 spin_unlock(&inode->lock);
2515         }
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Split off the first pre bytes from the extent_map at [start, start + len]
2520  *
2521  * This function is intended to be used only for extract_ordered_extent().
2522  */
2523 static int split_extent_map(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len, u64 pre)
2524 {
2525         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
2526         struct extent_map *em;
2527         struct extent_map *split_pre = NULL;
2528         struct extent_map *split_mid = NULL;
2529         int ret = 0;
2530         unsigned long flags;
2531
2532         ASSERT(pre != 0);
2533         ASSERT(pre < len);
2534
2535         split_pre = alloc_extent_map();
2536         if (!split_pre)
2537                 return -ENOMEM;
2538         split_mid = alloc_extent_map();
2539         if (!split_mid) {
2540                 ret = -ENOMEM;
2541                 goto out_free_pre;
2542         }
2543
2544         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
2545         write_lock(&em_tree->lock);
2546         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
2547         if (!em) {
2548                 ret = -EIO;
2549                 goto out_unlock;
2550         }
2551
2552         ASSERT(em->len == len);
2553         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
2554         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
2555         ASSERT(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags));
2556         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags));
2557         ASSERT(!list_empty(&em->list));
2558
2559         flags = em->flags;
2560         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
2561
2562         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
2563         split_pre->start = em->start;
2564         split_pre->len = pre;
2565         split_pre->orig_start = split_pre->start;
2566         split_pre->block_start = em->block_start;
2567         split_pre->block_len = split_pre->len;
2568         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
2569         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
2570         split_pre->flags = flags;
2571         split_pre->compress_type = em->compress_type;
2572         split_pre->generation = em->generation;
2573
2574         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, 1);
2575
2576         /*
2577          * Now we only have an extent_map at:
2578          *     [em->start, em->start + pre]
2579          */
2580
2581         /* Insert the middle extent_map. */
2582         split_mid->start = em->start + pre;
2583         split_mid->len = em->len - pre;
2584         split_mid->orig_start = split_mid->start;
2585         split_mid->block_start = em->block_start + pre;
2586         split_mid->block_len = split_mid->len;
2587         split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
2588         split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
2589         split_mid->flags = flags;
2590         split_mid->compress_type = em->compress_type;
2591         split_mid->generation = em->generation;
2592         add_extent_mapping(em_tree, split_mid, 1);
2593
2594         /* Once for us */
2595         free_extent_map(em);
2596         /* Once for the tree */
2597         free_extent_map(em);
2598
2599 out_unlock:
2600         write_unlock(&em_tree->lock);
2601         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
2602         free_extent_map(split_mid);
2603 out_free_pre:
2604         free_extent_map(split_pre);
2605         return ret;
2606 }
2607
2608 int btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio,
2609                                  struct btrfs_ordered_extent *ordered)
2610 {
2611         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2612         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2613         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
2614         u64 ordered_len = ordered->num_bytes;
2615         int ret = 0;
2616
2617         /* Must always be called for the beginning of an ordered extent. */
2618         if (WARN_ON_ONCE(start != ordered->disk_bytenr))
2619                 return -EINVAL;
2620
2621         /* No need to split if the ordered extent covers the entire bio. */
2622         if (ordered->disk_num_bytes == len)
2623                 return 0;
2624
2625         ret = btrfs_split_ordered_extent(ordered, len);
2626         if (ret)
2627                 return ret;
2628
2629         /*
2630          * Don't split the extent_map for NOCOW extents, as we're writing into
2631          * a pre-existing one.
2632          */
2633         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered->flags))
2634                 return 0;
2635
2636         return split_extent_map(inode, bbio->file_offset, ordered_len, len);
2637 }
2638
2639 /*
2640  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2641  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2642  */
2643 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2644                              struct list_head *list)
2645 {
2646         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2647         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2648         int ret;
2649
2650         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2651                 trans->adding_csums = true;
2652                 if (!csum_root)
2653                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2654                                                     sum->bytenr);
2655                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2656                 trans->adding_csums = false;
2657                 if (ret)
2658                         return ret;
2659         }
2660         return 0;
2661 }
2662
2663 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2664                                          const u64 start,
2665                                          const u64 len,
2666                                          struct extent_state **cached_state)
2667 {
2668         u64 search_start = start;
2669         const u64 end = start + len - 1;
2670
2671         while (search_start < end) {
2672                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2673                 struct extent_map *em;
2674                 u64 em_len;
2675                 int ret = 0;
2676
2677                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2678                 if (IS_ERR(em))
2679                         return PTR_ERR(em);
2680
2681                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2682                         goto next;
2683
2684                 em_len = em->len;
2685                 if (em->start < search_start)
2686                         em_len -= search_start - em->start;
2687                 if (em_len > search_len)
2688                         em_len = search_len;
2689
2690                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2691                                      search_start + em_len - 1,
2692                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state,
2693                                      GFP_NOFS);
2694 next:
2695                 search_start = extent_map_end(em);
2696                 free_extent_map(em);
2697                 if (ret)
2698                         return ret;
2699         }
2700         return 0;
2701 }
2702
2703 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2704                               unsigned int extra_bits,
2705                               struct extent_state **cached_state)
2706 {
2707         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2708
2709         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2710             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2711                 /*
2712                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2713                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2714                  */
2715                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2716         } else {
2717                 int ret;
2718
2719                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2720                                                     end + 1 - start,
2721                                                     cached_state);
2722                 if (ret)
2723                         return ret;
2724         }
2725
2726         return set_extent_delalloc(&inode->io_tree, start, end, extra_bits,
2727                                    cached_state);
2728 }
2729
2730 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2731 struct btrfs_writepage_fixup {
2732         struct page *page;
2733         struct btrfs_inode *inode;
2734         struct btrfs_work work;
2735 };
2736
2737 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2738 {
2739         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2740         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2741         struct extent_state *cached_state = NULL;
2742         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2743         struct page *page;
2744         struct btrfs_inode *inode;
2745         u64 page_start;
2746         u64 page_end;
2747         int ret = 0;
2748         bool free_delalloc_space = true;
2749
2750         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2751         page = fixup->page;
2752         inode = fixup->inode;
2753         page_start = page_offset(page);
2754         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2755
2756         /*
2757          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2758          * we take the page lock.
2759          */
2760         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2761                                            PAGE_SIZE);
2762 again:
2763         lock_page(page);
2764
2765         /*
2766          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2767          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2768          * address space.
2769          */
2770         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2771                 /*
2772                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2773                  *
2774                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2775                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2776                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2777                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2778                  *    while waiting for the ordered extent.
2779                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2780                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2781                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2782                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2783                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2784                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2785                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2786                  *    when the page was already properly dealt with.
2787                  */
2788                 if (!ret) {
2789                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2790                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2791                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2792                                                      true);
2793                 }
2794                 ret = 0;
2795                 goto out_page;
2796         }
2797
2798         /*
2799          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2800          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2801          */
2802         if (ret)
2803                 goto out_page;
2804
2805         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2806
2807         /* already ordered? We're done */
2808         if (PageOrdered(page))
2809                 goto out_reserved;
2810
2811         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2812         if (ordered) {
2813                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2814                               &cached_state);
2815                 unlock_page(page);
2816                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2817                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2818                 goto again;
2819         }
2820
2821         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2822                                         &cached_state);
2823         if (ret)
2824                 goto out_reserved;
2825
2826         /*
2827          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2828          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2829          * destination.
2830          *
2831          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2832          */
2833         BUG_ON(!PageDirty(page));
2834         free_delalloc_space = false;
2835 out_reserved:
2836         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2837         if (free_delalloc_space)
2838                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2839                                              PAGE_SIZE, true);
2840         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2841 out_page:
2842         if (ret) {
2843                 /*
2844                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2845                  * to reflect the errors and clean the page.
2846                  */
2847                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2848                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2849                 clear_page_dirty_for_io(page);
2850                 SetPageError(page);
2851         }
2852         btrfs_page_clear_checked(inode->root->fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2853         unlock_page(page);
2854         put_page(page);
2855         kfree(fixup);
2856         extent_changeset_free(data_reserved);
2857         /*
2858          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2859          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2860          * deadlock.
2861          */
2862         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2863 }
2864
2865 /*
2866  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2867  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2868  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2869  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2870  *
2871  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2872  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2873  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2874  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2875  */
2876 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2877 {
2878         struct inode *inode = page->mapping->host;
2879         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2880         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2881
2882         /* This page has ordered extent covering it already */
2883         if (PageOrdered(page))
2884                 return 0;
2885
2886         /*
2887          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2888          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2889          *
2890          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2891          * EAGAIN.
2892          */
2893         if (PageChecked(page))
2894                 return -EAGAIN;
2895
2896         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2897         if (!fixup)
2898                 return -EAGAIN;
2899
2900         /*
2901          * We are already holding a reference to this inode from
2902          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2903          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2904          * page->mapping outside of the page lock.
2905          */
2906         ihold(inode);
2907         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2908         get_page(page);
2909         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
2910         fixup->page = page;
2911         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2912         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2913
2914         return -EAGAIN;
2915 }
2916
2917 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2918                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2919                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2920                                        const bool update_inode_bytes,
2921                                        u64 qgroup_reserved)
2922 {
2923         struct btrfs_root *root = inode->root;
2924         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2925         struct btrfs_path *path;
2926         struct extent_buffer *leaf;
2927         struct btrfs_key ins;
2928         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2929         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2930         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2931         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2932         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2933         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2934         int ret;
2935
2936         path = btrfs_alloc_path();
2937         if (!path)
2938                 return -ENOMEM;
2939
2940         /*
2941          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2942          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2943          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2944          *
2945          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2946          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2947          * with the others.
2948          */
2949         drop_args.path = path;
2950         drop_args.start = file_pos;
2951         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2952         drop_args.replace_extent = true;
2953         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2954         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2955         if (ret)
2956                 goto out;
2957
2958         if (!drop_args.extent_inserted) {
2959                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2960                 ins.offset = file_pos;
2961                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2962
2963                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2964                                               sizeof(*stack_fi));
2965                 if (ret)
2966                         goto out;
2967         }
2968         leaf = path->nodes[0];
2969         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2970         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2971                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2972                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2973
2974         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2975         btrfs_release_path(path);
2976
2977         /*
2978          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2979          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2980          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2981          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2982          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2983          */
2984         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2985                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2986
2987                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2988                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2989                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2990                 num_bytes -= sectorsize;
2991         }
2992
2993         if (update_inode_bytes)
2994                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2995
2996         ins.objectid = disk_bytenr;
2997         ins.offset = disk_num_bytes;
2998         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2999
3000         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
3001         if (ret)
3002                 goto out;
3003
3004         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
3005                                                file_pos - offset,
3006                                                qgroup_reserved, &ins);
3007 out:
3008         btrfs_free_path(path);
3009
3010         return ret;
3011 }
3012
3013 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3014                                          u64 start, u64 len)
3015 {
3016         struct btrfs_block_group *cache;
3017
3018         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3019         ASSERT(cache);
3020
3021         spin_lock(&cache->lock);
3022         cache->delalloc_bytes -= len;
3023         spin_unlock(&cache->lock);
3024
3025         btrfs_put_block_group(cache);
3026 }
3027
3028 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3029                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3030 {
3031         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3032         bool update_inode_bytes;
3033         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3034         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3035
3036         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3037         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3038         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3039         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3040                                                    oe->disk_num_bytes);
3041         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3042         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3043                 num_bytes = oe->truncated_len;
3044                 ram_bytes = num_bytes;
3045         }
3046         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3047         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3048         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3049         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3050
3051         /*
3052          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3053          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3054          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3055          * except if the ordered extent was truncated.
3056          */
3057         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3058                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3059                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3060
3061         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3062                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3063                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3064 }
3065
3066 /*
3067  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3068  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3069  * fully written.
3070  */
3071 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3072 {
3073         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3074         struct btrfs_root *root = inode->root;
3075         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3076         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3077         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3078         struct extent_state *cached_state = NULL;
3079         u64 start, end;
3080         int compress_type = 0;
3081         int ret = 0;
3082         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3083         bool freespace_inode;
3084         bool truncated = false;
3085         bool clear_reserved_extent = true;
3086         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3087
3088         start = ordered_extent->file_offset;
3089         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3090
3091         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3092             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3093             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3094             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3095                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3096
3097         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3098         if (!freespace_inode)
3099                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3100
3101         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3102                 ret = -EIO;
3103                 goto out;
3104         }
3105
3106         /* A valid ->physical implies a write on a sequential zone. */
3107         if (ordered_extent->physical != (u64)-1) {
3108                 btrfs_rewrite_logical_zoned(ordered_extent);
3109                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3110                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3111         } else if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root)) {
3112                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3113                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3114         }
3115
3116         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3117                 truncated = true;
3118                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3119                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3120                 if (!logical_len)
3121                         goto out;
3122         }
3123
3124         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3125                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3126
3127                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3128                 if (freespace_inode)
3129                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3130                 else
3131                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3132                 if (IS_ERR(trans)) {
3133                         ret = PTR_ERR(trans);
3134                         trans = NULL;
3135                         goto out;
3136                 }
3137                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3138                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3139                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3140                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3141                 goto out;
3142         }
3143
3144         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3145         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3146
3147         if (freespace_inode)
3148                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3149         else
3150                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3151         if (IS_ERR(trans)) {
3152                 ret = PTR_ERR(trans);
3153                 trans = NULL;
3154                 goto out;
3155         }
3156
3157         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3158
3159         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3160                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3161         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3162                 BUG_ON(compress_type);
3163                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3164                                                 ordered_extent->file_offset,
3165                                                 ordered_extent->file_offset +
3166                                                 logical_len);
3167                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3168                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3169         } else {
3170                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3171                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3172                 if (!ret) {
3173                         clear_reserved_extent = false;
3174                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3175                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3176                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3177                 }
3178         }
3179         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3180                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3181         if (ret < 0) {
3182                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3183                 goto out;
3184         }
3185
3186         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3187         if (ret) {
3188                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3189                 goto out;
3190         }
3191
3192         /*
3193          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3194          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3195          * before updating the inode item.
3196          */
3197         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3198             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3199                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3200                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3201                                  &cached_state);
3202
3203         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3204         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3205         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3206                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3207                 goto out;
3208         }
3209         ret = 0;
3210 out:
3211         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3212                          &cached_state);
3213
3214         if (trans)
3215                 btrfs_end_transaction(trans);
3216
3217         if (ret || truncated) {
3218                 u64 unwritten_start = start;
3219
3220                 /*
3221                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3222                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3223                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3224                  * already set.  Any error during writeback would have already
3225                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3226                  * marking this ordered extent as failed.
3227                  */
3228                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3229                                              &ordered_extent->flags))
3230                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3231
3232                 if (truncated)
3233                         unwritten_start += logical_len;
3234                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3235
3236                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3237                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3238
3239                 /*
3240                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3241                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3242                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3243                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3244                  *
3245                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3246                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3247                  * has already been done.
3248                  */
3249                 if ((ret || !logical_len) &&
3250                     clear_reserved_extent &&
3251                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3252                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3253                         /*
3254                          * Discard the range before returning it back to the
3255                          * free space pool
3256                          */
3257                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3258                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3259                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3260                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3261                                                 NULL);
3262                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3263                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3264                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3265                 }
3266         }
3267
3268         /*
3269          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3270          * updating everything for this ordered extent.
3271          */
3272         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3273
3274         /* once for us */
3275         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3276         /* once for the tree */
3277         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3278
3279         return ret;
3280 }
3281
3282 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3283                                           struct page *page, u64 start,
3284                                           u64 end, bool uptodate)
3285 {
3286         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3287
3288         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start, uptodate);
3289 }
3290
3291 /*
3292  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3293  * on the type of I/O.
3294  */
3295 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3296                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3297 {
3298         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3299         char *kaddr;
3300
3301         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3302
3303         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3304
3305         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3306         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3307         kunmap_local(kaddr);
3308
3309         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3310                 return -EIO;
3311         return 0;
3312 }
3313
3314 /*
3315  * Verify the checksum of a single data sector.
3316  *
3317  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3318  * @dev:        device the sector is on
3319  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3320  * @bv:         bio_vec to check
3321  *
3322  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3323  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3324  *
3325  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3326  */
3327 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3328                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3329 {
3330         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3331         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3332         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3333         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3334         u8 *csum_expected;
3335         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3336
3337         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3338
3339         if (!bbio->csum)
3340                 return true;
3341
3342         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3343             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3344                            1, NULL)) {
3345                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3346                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3347                                   EXTENT_NODATASUM);
3348                 return true;
3349         }
3350
3351         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3352                                 fs_info->csum_size;
3353         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3354                                     csum_expected))
3355                 goto zeroit;
3356         return true;
3357
3358 zeroit:
3359         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3360                                     bbio->mirror_num);
3361         if (dev)
3362                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3363         memzero_bvec(bv);
3364         return false;
3365 }
3366
3367 /*
3368  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3369  *
3370  * @inode: The inode we want to perform iput on
3371  *
3372  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3373  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3374  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3375  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3376  */
3377 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3378 {
3379         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3380
3381         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3382                 return;
3383
3384         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3385         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3386         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3387         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3388         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3389         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3390                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3391 }
3392
3393 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3394                                     struct btrfs_inode *inode)
3395 {
3396         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3397         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3398         iput(&inode->vfs_inode);
3399         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3400                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3401         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3402 }
3403
3404 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3405                                    struct btrfs_inode *inode)
3406 {
3407         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3408                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3409                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3410                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3411                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3412         }
3413 }
3414
3415 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3416 {
3417
3418         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3419         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3420                 struct btrfs_inode *inode;
3421
3422                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3423                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3424                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3425                 cond_resched_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3426         }
3427         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3428 }
3429
3430 /*
3431  * Wait for flushing all delayed iputs
3432  *
3433  * @fs_info:  the filesystem
3434  *
3435  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3436  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3437  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3438  * that might get blocked on the iputs.
3439  *
3440  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3441  */
3442 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3443 {
3444         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3445                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3446         if (ret)
3447                 return -EINTR;
3448         return 0;
3449 }
3450
3451 /*
3452  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3453  * in the middle of an unlink.
3454  */
3455 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3456                      struct btrfs_inode *inode)
3457 {
3458         int ret;
3459
3460         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3461         if (ret && ret != -EEXIST) {
3462                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3463                 return ret;
3464         }
3465
3466         return 0;
3467 }
3468
3469 /*
3470  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3471  * this particular inode.
3472  */
3473 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3474                             struct btrfs_inode *inode)
3475 {
3476         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3477 }
3478
3479 /*
3480  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3481  * of this root.
3482  */
3483 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3484 {
3485         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3486         struct btrfs_path *path;
3487         struct extent_buffer *leaf;
3488         struct btrfs_key key, found_key;
3489         struct btrfs_trans_handle *trans;
3490         struct inode *inode;
3491         u64 last_objectid = 0;
3492         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3493
3494         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3495                 return 0;
3496
3497         path = btrfs_alloc_path();
3498         if (!path) {
3499                 ret = -ENOMEM;
3500                 goto out;
3501         }
3502         path->reada = READA_BACK;
3503
3504         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3505         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3506         key.offset = (u64)-1;
3507
3508         while (1) {
3509                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3510                 if (ret < 0)
3511                         goto out;
3512
3513                 /*
3514                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3515                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3516                  * find the key and see if we have stuff that matches
3517                  */
3518                 if (ret > 0) {
3519                         ret = 0;
3520                         if (path->slots[0] == 0)
3521                                 break;
3522                         path->slots[0]--;
3523                 }
3524
3525                 /* pull out the item */
3526                 leaf = path->nodes[0];
3527                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3528
3529                 /* make sure the item matches what we want */
3530                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3531                         break;
3532                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3533                         break;
3534
3535                 /* release the path since we're done with it */
3536                 btrfs_release_path(path);
3537
3538                 /*
3539                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3540                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3541                  * offset of the orphan item.
3542                  */
3543
3544                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3545                         btrfs_err(fs_info,
3546                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3547                         ret = -EINVAL;
3548                         goto out;
3549                 }
3550
3551                 last_objectid = found_key.offset;
3552
3553                 found_key.objectid = found_key.offset;
3554                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3555                 found_key.offset = 0;
3556                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3557                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3558                 if (ret && ret != -ENOENT)
3559                         goto out;
3560
3561                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3562                         struct btrfs_root *dead_root;
3563                         int is_dead_root = 0;
3564
3565                         /*
3566                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3567                          * could come from 2 sources:
3568                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3569                          *  b) a free space cache inode
3570                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3571                          * for a root must not get deleted before the deletion
3572                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3573                          *
3574                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3575                          * found all deleted roots and loaded them into
3576                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3577                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3578                          * up the root from that radix tree.
3579                          */
3580
3581                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3582                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3583                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3584                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3585                                 is_dead_root = 1;
3586                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3587
3588                         if (is_dead_root) {
3589                                 /* prevent this orphan from being found again */
3590                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3591                                 continue;
3592                         }
3593
3594                 }
3595
3596                 /*
3597                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3598                  * possibilities:
3599                  *
3600                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3601                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3602                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3603                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3604
3605                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3606                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3607                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3608                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3609                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3610                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3611                  *
3612                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3613                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3614                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3615                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3616                  * the orphan item.
3617                  *
3618                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3619                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3620                  * but either way, we can delete the orphan item.
3621                  */
3622                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3623                         if (!ret) {
3624                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3625                                 iput(inode);
3626                                 if (ret)
3627                                         goto out;
3628                         }
3629                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3630                         if (IS_ERR(trans)) {
3631                                 ret = PTR_ERR(trans);
3632                                 iput(inode);
3633                                 goto out;
3634                         }
3635                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3636                                     found_key.objectid);
3637                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3638                                                     found_key.objectid);
3639                         btrfs_end_transaction(trans);
3640                         if (ret) {
3641                                 iput(inode);
3642                                 goto out;
3643                         }
3644                         continue;
3645                 }
3646
3647                 nr_unlink++;
3648
3649                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3650                 iput(inode);
3651         }
3652         /* release the path since we're done with it */
3653         btrfs_release_path(path);
3654
3655         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3656                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3657                 if (!IS_ERR(trans))
3658                         btrfs_end_transaction(trans);
3659         }
3660
3661         if (nr_unlink)
3662                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3663
3664 out:
3665         if (ret)
3666                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3667         btrfs_free_path(path);
3668         return ret;
3669 }
3670
3671 /*
3672  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3673  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3674  *
3675  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3676  */
3677 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3678                                           int slot, u64 objectid,
3679                                           int *first_xattr_slot)
3680 {
3681         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3682         struct btrfs_key found_key;
3683         static u64 xattr_access = 0;
3684         static u64 xattr_default = 0;
3685         int scanned = 0;
3686
3687         if (!xattr_access) {
3688                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3689                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3690                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3691                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3692         }
3693
3694         slot++;
3695         *first_xattr_slot = -1;
3696         while (slot < nritems) {
3697                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3698
3699                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3700                 if (found_key.objectid != objectid)
3701                         return 0;
3702
3703                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3704                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3705                         if (*first_xattr_slot == -1)
3706                                 *first_xattr_slot = slot;
3707                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3708                             found_key.offset == xattr_default)
3709                                 return 1;
3710                 }
3711
3712                 /*
3713                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3714                  * be any acls later on
3715                  */
3716                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3717                         return 0;
3718
3719                 slot++;
3720                 scanned++;
3721
3722                 /*
3723                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3724                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3725                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3726                  * this is just an optimization
3727                  */
3728                 if (scanned >= 8)
3729                         break;
3730         }
3731         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3732          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3733          * has acls
3734          */
3735         if (*first_xattr_slot == -1)
3736                 *first_xattr_slot = slot;
3737         return 1;
3738 }
3739
3740 /*
3741  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3742  */
3743 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3744                                    struct btrfs_path *in_path)
3745 {
3746         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3747         struct btrfs_path *path = in_path;
3748         struct extent_buffer *leaf;
3749         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3750         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3751         struct btrfs_key location;
3752         unsigned long ptr;
3753         int maybe_acls;
3754         u32 rdev;
3755         int ret;
3756         bool filled = false;
3757         int first_xattr_slot;
3758
3759         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3760         if (!ret)
3761                 filled = true;
3762
3763         if (!path) {
3764                 path = btrfs_alloc_path();
3765                 if (!path)
3766                         return -ENOMEM;
3767         }
3768
3769         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3770
3771         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3772         if (ret) {
3773                 if (path != in_path)
3774                         btrfs_free_path(path);
3775                 return ret;
3776         }
3777
3778         leaf = path->nodes[0];
3779
3780         if (filled)
3781                 goto cache_index;
3782
3783         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3784                                     struct btrfs_inode_item);
3785         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3786         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3787         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3788         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3789         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3790         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3791                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3792
3793         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3794         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3795
3796         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3797         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3798
3799         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3800         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3801
3802         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3803                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3804         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3805                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3806
3807         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3808         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3809         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3810
3811         inode_set_iversion_queried(inode,
3812                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3813         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3814         inode->i_rdev = 0;
3815         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3816
3817         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3818         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3819                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3820
3821 cache_index:
3822         /*
3823          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3824          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3825          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3826          * cache.
3827          *
3828          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3829          * in delayed_nodes_tree.
3830          */
3831         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3832                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3833                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3834
3835         /*
3836          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3837          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3838          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3839          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3840          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3841          * replayed. For example, in the scenario:
3842          *
3843          * touch mydir/foo
3844          * ln mydir/foo mydir/bar
3845          * sync
3846          * unlink mydir/bar
3847          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3848          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3849          * <power failure>
3850          * mount fs, triggers fsync log replay
3851          *
3852          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3853          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3854          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3855          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3856          *
3857          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3858          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3859          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3860          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3861          */
3862         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3863
3864         /*
3865          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3866          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3867          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3868          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3869          */
3870         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3871
3872         path->slots[0]++;
3873         if (inode->i_nlink != 1 ||
3874             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3875                 goto cache_acl;
3876
3877         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3878         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3879                 goto cache_acl;
3880
3881         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3882         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3883                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3884
3885                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3886                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3887         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3888                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3889
3890                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3891                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3892                                                                      extref);
3893         }
3894 cache_acl:
3895         /*
3896          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3897          * any xattrs or acls
3898          */
3899         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3900                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3901         if (first_xattr_slot != -1) {
3902                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3903                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3904                 if (ret)
3905                         btrfs_err(fs_info,
3906                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3907                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3908                                   root->root_key.objectid, ret);
3909         }
3910         if (path != in_path)
3911                 btrfs_free_path(path);
3912
3913         if (!maybe_acls)
3914                 cache_no_acl(inode);
3915
3916         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3917         case S_IFREG:
3918                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3919                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3920                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3921                 break;
3922         case S_IFDIR:
3923                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3924                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3925                 break;
3926         case S_IFLNK:
3927                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3928                 inode_nohighmem(inode);
3929                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3930                 break;
3931         default:
3932                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3933                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3934                 break;
3935         }
3936
3937         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3938         return 0;
3939 }
3940
3941 /*
3942  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3943  */
3944 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3945                             struct extent_buffer *leaf,
3946                             struct btrfs_inode_item *item,
3947                             struct inode *inode)
3948 {
3949         struct btrfs_map_token token;
3950         u64 flags;
3951
3952         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3953
3954         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3955         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3956         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3957         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
3958         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
3959
3960         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
3961                                      inode->i_atime.tv_sec);
3962         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
3963                                       inode->i_atime.tv_nsec);
3964
3965         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
3966                                      inode->i_mtime.tv_sec);
3967         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
3968                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
3969
3970         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
3971                                      inode->i_ctime.tv_sec);
3972         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
3973                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
3974
3975         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
3976                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
3977         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
3978                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
3979
3980         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
3981         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
3982                                          BTRFS_I(inode)->generation);
3983         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
3984         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
3985         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
3986         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
3987                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3988         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
3989         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
3990 }
3991
3992 /*
3993  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3994  */
3995 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3996                                 struct btrfs_root *root,
3997                                 struct btrfs_inode *inode)
3998 {
3999         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4000         struct btrfs_path *path;
4001         struct extent_buffer *leaf;
4002         int ret;
4003
4004         path = btrfs_alloc_path();
4005         if (!path)
4006                 return -ENOMEM;
4007
4008         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
4009         if (ret) {
4010                 if (ret > 0)
4011                         ret = -ENOENT;
4012                 goto failed;
4013         }
4014
4015         leaf = path->nodes[0];
4016         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4017                                     struct btrfs_inode_item);
4018
4019         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4020         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4021         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4022         ret = 0;
4023 failed:
4024         btrfs_free_path(path);
4025         return ret;
4026 }
4027
4028 /*
4029  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4030  */
4031 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4032                                 struct btrfs_root *root,
4033                                 struct btrfs_inode *inode)
4034 {
4035         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4036         int ret;
4037
4038         /*
4039          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4040          * if we put it into the delayed code.
4041          *
4042          * The data relocation inode should also be directly updated
4043          * without delay
4044          */
4045         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4046             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4047             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4048                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4049
4050                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4051                 if (!ret)
4052                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4053                 return ret;
4054         }
4055
4056         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4057 }
4058
4059 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4060                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4061 {
4062         int ret;
4063
4064         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4065         if (ret == -ENOSPC)
4066                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4067         return ret;
4068 }
4069
4070 /*
4071  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4072  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4073  * also drops the back refs in the inode to the directory
4074  */
4075 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4076                                 struct btrfs_inode *dir,
4077                                 struct btrfs_inode *inode,
4078                                 const struct fscrypt_str *name,
4079                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4080 {
4081         struct btrfs_root *root = dir->root;
4082         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4083         struct btrfs_path *path;
4084         int ret = 0;
4085         struct btrfs_dir_item *di;
4086         u64 index;
4087         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4088         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4089
4090         path = btrfs_alloc_path();
4091         if (!path) {
4092                 ret = -ENOMEM;
4093                 goto out;
4094         }
4095
4096         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4097         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4098                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4099                 goto err;
4100         }
4101         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4102         if (ret)
4103                 goto err;
4104         btrfs_release_path(path);
4105
4106         /*
4107          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4108          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4109          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4110          *
4111          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4112          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4113          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4114          * we update the inode item.
4115          */
4116         if (inode->dir_index) {
4117                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4118                 if (!ret) {
4119                         index = inode->dir_index;
4120                         goto skip_backref;
4121                 }
4122         }
4123
4124         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4125         if (ret) {
4126                 btrfs_info(fs_info,
4127                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4128                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4129                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4130                 goto err;
4131         }
4132 skip_backref:
4133         if (rename_ctx)
4134                 rename_ctx->index = index;
4135
4136         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4137         if (ret) {
4138                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4139                 goto err;
4140         }
4141
4142         /*
4143          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4144          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4145          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4146          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4147          */
4148         if (!rename_ctx) {
4149                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4150                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4151         }
4152
4153         /*
4154          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4155          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4156          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4157          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4158          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4159          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4160          * holding.
4161          */
4162         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4163 err:
4164         btrfs_free_path(path);
4165         if (ret)
4166                 goto out;
4167
4168         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4169         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4170         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4171         inode->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4172         dir->vfs_inode.i_mtime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4173         dir->vfs_inode.i_ctime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4174         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4175 out:
4176         return ret;
4177 }
4178
4179 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4180                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4181                        const struct fscrypt_str *name)
4182 {
4183         int ret;
4184
4185         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4186         if (!ret) {
4187                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4188                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4189         }
4190         return ret;
4191 }
4192
4193 /*
4194  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4195  *
4196  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4197  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4198  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4199  * allow the unlink to occur.
4200  */
4201 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4202 {
4203         struct btrfs_root *root = dir->root;
4204
4205         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4206                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4207 }
4208
4209 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4210 {
4211         struct btrfs_trans_handle *trans;
4212         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4213         int ret;
4214         struct fscrypt_name fname;
4215
4216         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4217         if (ret)
4218                 return ret;
4219
4220         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4221
4222         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4223         if (IS_ERR(trans)) {
4224                 ret = PTR_ERR(trans);
4225                 goto fscrypt_free;
4226         }
4227
4228         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4229                         0);
4230
4231         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4232                                  &fname.disk_name);
4233         if (ret)
4234                 goto end_trans;
4235
4236         if (inode->i_nlink == 0) {
4237                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4238                 if (ret)
4239                         goto end_trans;
4240         }
4241
4242 end_trans:
4243         btrfs_end_transaction(trans);
4244         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4245 fscrypt_free:
4246         fscrypt_free_filename(&fname);
4247         return ret;
4248 }
4249
4250 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4251                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4252 {
4253         struct btrfs_root *root = dir->root;
4254         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4255         struct btrfs_path *path;
4256         struct extent_buffer *leaf;
4257         struct btrfs_dir_item *di;
4258         struct btrfs_key key;
4259         u64 index;
4260         int ret;
4261         u64 objectid;
4262         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4263         struct fscrypt_name fname;
4264
4265         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4266         if (ret)
4267                 return ret;
4268
4269         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4270
4271         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4272                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4273         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4274                 objectid = inode->location.objectid;
4275         } else {
4276                 WARN_ON(1);
4277                 fscrypt_free_filename(&fname);
4278                 return -EINVAL;
4279         }
4280
4281         path = btrfs_alloc_path();
4282         if (!path) {
4283                 ret = -ENOMEM;
4284                 goto out;
4285         }
4286
4287         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4288                                    &fname.disk_name, -1);
4289         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4290                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4291                 goto out;
4292         }
4293
4294         leaf = path->nodes[0];
4295         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4296         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4297         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4298         if (ret) {
4299                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4300                 goto out;
4301         }
4302         btrfs_release_path(path);
4303
4304         /*
4305          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4306          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4307          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4308          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4309          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4310          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4311          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4312          */
4313         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4314                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4315                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4316                         if (!di)
4317                                 ret = -ENOENT;
4318                         else
4319                                 ret = PTR_ERR(di);
4320                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4321                         goto out;
4322                 }
4323
4324                 leaf = path->nodes[0];
4325                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4326                 index = key.offset;
4327                 btrfs_release_path(path);
4328         } else {
4329                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4330                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4331                                          &index, &fname.disk_name);
4332                 if (ret) {
4333                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4334                         goto out;
4335                 }
4336         }
4337
4338         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4339         if (ret) {
4340                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4341                 goto out;
4342         }
4343
4344         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4345         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4346         dir->vfs_inode.i_mtime = current_time(&dir->vfs_inode);
4347         dir->vfs_inode.i_ctime = dir->vfs_inode.i_mtime;
4348         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, dir);
4349         if (ret)
4350                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4351 out:
4352         btrfs_free_path(path);
4353         fscrypt_free_filename(&fname);
4354         return ret;
4355 }
4356
4357 /*
4358  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4359  * default.
4360  */
4361 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4362 {
4363         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4364         struct btrfs_path *path;
4365         struct btrfs_dir_item *di;
4366         struct btrfs_key key;
4367         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4368         u64 dir_id;
4369         int ret;
4370
4371         path = btrfs_alloc_path();
4372         if (!path)
4373                 return -ENOMEM;
4374
4375         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4376         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4377         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4378                                    dir_id, &name, 0);
4379         if (di && !IS_ERR(di)) {
4380                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4381                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4382                         ret = -EPERM;
4383                         btrfs_err(fs_info,
4384                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4385                                   key.objectid);
4386                         goto out;
4387                 }
4388                 btrfs_release_path(path);
4389         }
4390
4391         key.objectid = root->root_key.objectid;
4392         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4393         key.offset = (u64)-1;
4394
4395         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4396         if (ret < 0)
4397                 goto out;
4398         BUG_ON(ret == 0);
4399
4400         ret = 0;
4401         if (path->slots[0] > 0) {
4402                 path->slots[0]--;
4403                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4404                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4405                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4406                         ret = -ENOTEMPTY;
4407         }
4408 out:
4409         btrfs_free_path(path);
4410         return ret;
4411 }
4412
4413 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4414 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4415 {
4416         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4417         struct rb_node *node;
4418         struct rb_node *prev;
4419         struct btrfs_inode *entry;
4420         struct inode *inode;
4421         u64 objectid = 0;
4422
4423         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4424                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4425
4426         spin_lock(&root->inode_lock);
4427 again:
4428         node = root->inode_tree.rb_node;
4429         prev = NULL;
4430         while (node) {
4431                 prev = node;
4432                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4433
4434                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4435                         node = node->rb_left;
4436                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4437                         node = node->rb_right;
4438                 else
4439                         break;
4440         }
4441         if (!node) {
4442                 while (prev) {
4443                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4444                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4445                                 node = prev;
4446                                 break;
4447                         }
4448                         prev = rb_next(prev);
4449                 }
4450         }
4451         while (node) {
4452                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4453                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4454                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4455                 if (inode) {
4456                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4457                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4458                                 d_prune_aliases(inode);
4459                         /*
4460                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4461                          * cache when its usage count hits zero.
4462                          */
4463                         iput(inode);
4464                         cond_resched();
4465                         spin_lock(&root->inode_lock);
4466                         goto again;
4467                 }
4468
4469                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4470                         goto again;
4471
4472                 node = rb_next(node);
4473         }
4474         spin_unlock(&root->inode_lock);
4475 }
4476
4477 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4478 {
4479         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4480         struct btrfs_root *root = dir->root;
4481         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4482         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4483         struct btrfs_trans_handle *trans;
4484         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4485         u64 root_flags;
4486         int ret;
4487
4488         /*
4489          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4490          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4491          * again is not run concurrently.
4492          */
4493         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4494         if (dest->send_in_progress) {
4495                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4496                 btrfs_warn(fs_info,
4497                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4498                            dest->root_key.objectid);
4499                 return -EPERM;
4500         }
4501         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4502                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4503                 btrfs_warn(fs_info,
4504                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4505                            root->root_key.objectid);
4506                 return -EPERM;
4507         }
4508         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4509         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4510                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4511         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4512
4513         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4514
4515         ret = may_destroy_subvol(dest);
4516         if (ret)
4517                 goto out_up_write;
4518
4519         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4520         /*
4521          * One for dir inode,
4522          * two for dir entries,
4523          * two for root ref/backref.
4524          */
4525         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4526         if (ret)
4527                 goto out_up_write;
4528
4529         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4530         if (IS_ERR(trans)) {
4531                 ret = PTR_ERR(trans);
4532                 goto out_release;
4533         }
4534         trans->block_rsv = &block_rsv;
4535         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4536
4537         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4538
4539         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4540         if (ret) {
4541                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4542                 goto out_end_trans;
4543         }
4544
4545         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4546         if (ret) {
4547                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4548                 goto out_end_trans;
4549         }
4550
4551         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4552                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4553         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4554         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4555
4556         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4557                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4558                                         fs_info->tree_root,
4559                                         dest->root_key.objectid);
4560                 if (ret) {
4561                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4562                         goto out_end_trans;
4563                 }
4564         }
4565
4566         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4567                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4568                                   dest->root_key.objectid);
4569         if (ret && ret != -ENOENT) {
4570                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4571                 goto out_end_trans;
4572         }
4573         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4574                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4575                                           dest->root_item.received_uuid,
4576                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4577                                           dest->root_key.objectid);
4578                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4579                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4580                         goto out_end_trans;
4581                 }
4582         }
4583
4584         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4585         dest->anon_dev = 0;
4586 out_end_trans:
4587         trans->block_rsv = NULL;
4588         trans->bytes_reserved = 0;
4589         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4590         inode->i_flags |= S_DEAD;
4591 out_release:
4592         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4593 out_up_write:
4594         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4595         if (ret) {
4596                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4597                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4598                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4599                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4600                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4601         } else {
4602                 d_invalidate(dentry);
4603                 btrfs_prune_dentries(dest);
4604                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4605         }
4606
4607         return ret;
4608 }
4609
4610 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4611 {
4612         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4613         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4614         int err = 0;
4615         struct btrfs_trans_handle *trans;
4616         u64 last_unlink_trans;
4617         struct fscrypt_name fname;
4618
4619         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4620                 return -ENOTEMPTY;
4621         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4622                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4623                         btrfs_err(fs_info,
4624                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4625                         return -EOPNOTSUPP;
4626                 }
4627                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4628         }
4629
4630         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4631         if (err)
4632                 return err;
4633
4634         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4635
4636         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4637         if (IS_ERR(trans)) {
4638                 err = PTR_ERR(trans);
4639                 goto out_notrans;
4640         }
4641
4642         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4643                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4644                 goto out;
4645         }
4646
4647         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4648         if (err)
4649                 goto out;
4650
4651         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4652
4653         /* now the directory is empty */
4654         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4655                                  &fname.disk_name);
4656         if (!err) {
4657                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4658                 /*
4659                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4660                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4661                  * log tree in the case we do something like this:
4662                  * 1) create dir foo
4663                  * 2) create snapshot under dir foo
4664                  * 3) delete the snapshot
4665                  * 4) rmdir foo
4666                  * 5) mkdir foo
4667                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4668                  */
4669                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4670                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4671         }
4672 out:
4673         btrfs_end_transaction(trans);
4674 out_notrans:
4675         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4676         fscrypt_free_filename(&fname);
4677
4678         return err;
4679 }
4680
4681 /*
4682  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4683  * @inode - inode that we're zeroing
4684  * @from - the offset to start zeroing
4685  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4686  *      offset
4687  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4688  *
4689  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4690  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4691  */
4692 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4693                          int front)
4694 {
4695         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4696         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4697         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4698         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4699         struct extent_state *cached_state = NULL;
4700         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4701         bool only_release_metadata = false;
4702         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4703         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4704         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4705         struct page *page;
4706         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4707         size_t write_bytes = blocksize;
4708         int ret = 0;
4709         u64 block_start;
4710         u64 block_end;
4711
4712         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4713             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4714                 goto out;
4715
4716         block_start = round_down(from, blocksize);
4717         block_end = block_start + blocksize - 1;
4718
4719         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4720                                           blocksize, false);
4721         if (ret < 0) {
4722                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4723                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4724                         only_release_metadata = true;
4725                 } else {
4726                         goto out;
4727                 }
4728         }
4729         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4730         if (ret < 0) {
4731                 if (!only_release_metadata)
4732                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4733                                                        block_start, blocksize);
4734                 goto out;
4735         }
4736 again:
4737         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4738         if (!page) {
4739                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4740                                              blocksize, true);
4741                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4742                 ret = -ENOMEM;
4743                 goto out;
4744         }
4745         ret = set_page_extent_mapped(page);
4746         if (ret < 0)
4747                 goto out_unlock;
4748
4749         if (!PageUptodate(page)) {
4750                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4751                 lock_page(page);
4752                 if (page->mapping != mapping) {
4753                         unlock_page(page);
4754                         put_page(page);
4755                         goto again;
4756                 }
4757                 if (!PageUptodate(page)) {
4758                         ret = -EIO;
4759                         goto out_unlock;
4760                 }
4761         }
4762         wait_on_page_writeback(page);
4763
4764         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4765
4766         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4767         if (ordered) {
4768                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4769                 unlock_page(page);
4770                 put_page(page);
4771                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4772                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4773                 goto again;
4774         }
4775
4776         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4777                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4778                          &cached_state);
4779
4780         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4781                                         &cached_state);
4782         if (ret) {
4783                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4784                 goto out_unlock;
4785         }
4786
4787         if (offset != blocksize) {
4788                 if (!len)
4789                         len = blocksize - offset;
4790                 if (front)
4791                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4792                                      offset);
4793                 else
4794                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4795                                      len);
4796         }
4797         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4798                                  block_end + 1 - block_start);
4799         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4800         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4801
4802         if (only_release_metadata)
4803                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4804                                EXTENT_NORESERVE, NULL, GFP_NOFS);
4805
4806 out_unlock:
4807         if (ret) {
4808                 if (only_release_metadata)
4809                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4810                 else
4811                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4812                                         block_start, blocksize, true);
4813         }
4814         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4815         unlock_page(page);
4816         put_page(page);
4817 out:
4818         if (only_release_metadata)
4819                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4820         extent_changeset_free(data_reserved);
4821         return ret;
4822 }
4823
4824 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4825                              u64 offset, u64 len)
4826 {
4827         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4828         struct btrfs_trans_handle *trans;
4829         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4830         int ret;
4831
4832         /*
4833          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4834          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4835          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4836          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4837          */
4838         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4839                 return 0;
4840
4841         /*
4842          * 1 - for the one we're dropping
4843          * 1 - for the one we're adding
4844          * 1 - for updating the inode.
4845          */
4846         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4847         if (IS_ERR(trans))
4848                 return PTR_ERR(trans);
4849
4850         drop_args.start = offset;
4851         drop_args.end = offset + len;
4852         drop_args.drop_cache = true;
4853
4854         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4855         if (ret) {
4856                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4857                 btrfs_end_transaction(trans);
4858                 return ret;
4859         }
4860
4861         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4862         if (ret) {
4863                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4864         } else {
4865                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4866                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4867         }
4868         btrfs_end_transaction(trans);
4869         return ret;
4870 }
4871
4872 /*
4873  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4874  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4875  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4876  * the range between oldsize and size
4877  */
4878 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4879 {
4880         struct btrfs_root *root = inode->root;
4881         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4882         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4883         struct extent_map *em = NULL;
4884         struct extent_state *cached_state = NULL;
4885         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4886         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4887         u64 last_byte;
4888         u64 cur_offset;
4889         u64 hole_size;
4890         int err = 0;
4891
4892         /*
4893          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4894          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4895          * expose stale data.
4896          */
4897         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4898         if (err)
4899                 return err;
4900
4901         if (size <= hole_start)
4902                 return 0;
4903
4904         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4905                                            &cached_state);
4906         cur_offset = hole_start;
4907         while (1) {
4908                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
4909                                       block_end - cur_offset);
4910                 if (IS_ERR(em)) {
4911                         err = PTR_ERR(em);
4912                         em = NULL;
4913                         break;
4914                 }
4915                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4916                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4917                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4918
4919                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
4920                         struct extent_map *hole_em;
4921
4922                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
4923                                                 hole_size);
4924                         if (err)
4925                                 break;
4926
4927                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4928                                                         cur_offset, hole_size);
4929                         if (err)
4930                                 break;
4931
4932                         hole_em = alloc_extent_map();
4933                         if (!hole_em) {
4934                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
4935                                                     cur_offset + hole_size - 1,
4936                                                     false);
4937                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
4938                                 goto next;
4939                         }
4940                         hole_em->start = cur_offset;
4941                         hole_em->len = hole_size;
4942                         hole_em->orig_start = cur_offset;
4943
4944                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
4945                         hole_em->block_len = 0;
4946                         hole_em->orig_block_len = 0;
4947                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4948                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
4949                         hole_em->generation = fs_info->generation;
4950
4951                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
4952                         free_extent_map(hole_em);
4953                 } else {
4954                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4955                                                         cur_offset, hole_size);
4956                         if (err)
4957                                 break;
4958                 }
4959 next:
4960                 free_extent_map(em);
4961                 em = NULL;
4962                 cur_offset = last_byte;
4963                 if (cur_offset >= block_end)
4964                         break;
4965         }
4966         free_extent_map(em);
4967         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
4968         return err;
4969 }
4970
4971 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
4972 {
4973         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
4974         struct btrfs_trans_handle *trans;
4975         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
4976         loff_t newsize = attr->ia_size;
4977         int mask = attr->ia_valid;
4978         int ret;
4979
4980         /*
4981          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
4982          * special case where we need to update the times despite not having
4983          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
4984          * explicitly if it wants a timestamp update.
4985          */
4986         if (newsize != oldsize) {
4987                 inode_inc_iversion(inode);
4988                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
4989                         inode->i_mtime = current_time(inode);
4990                         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
4991                 }
4992         }
4993
4994         if (newsize > oldsize) {
4995                 /*
4996                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
4997                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
4998                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
4999                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5000                  * this truncation.
5001                  */
5002                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5003                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5004                 if (ret) {
5005                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5006                         return ret;
5007                 }
5008
5009                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5010                 if (IS_ERR(trans)) {
5011                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5012                         return PTR_ERR(trans);
5013                 }
5014
5015                 i_size_write(inode, newsize);
5016                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5017                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5018                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5019                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5020                 btrfs_end_transaction(trans);
5021         } else {
5022                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5023
5024                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5025                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5026                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5027                                         (u64)-1);
5028                         if (ret)
5029                                 return ret;
5030                 }
5031
5032                 /*
5033                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5034                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5035                  * on close.
5036                  */
5037                 if (newsize == 0)
5038                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5039                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5040
5041                 truncate_setsize(inode, newsize);
5042
5043                 inode_dio_wait(inode);
5044
5045                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5046                 if (ret && inode->i_nlink) {
5047                         int err;
5048
5049                         /*
5050                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5051                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5052                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5053                          * in-memory size to match.
5054                          */
5055                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5056                         if (err)
5057                                 return err;
5058                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5059                 }
5060         }
5061
5062         return ret;
5063 }
5064
5065 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5066                          struct iattr *attr)
5067 {
5068         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5069         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5070         int err;
5071
5072         if (btrfs_root_readonly(root))
5073                 return -EROFS;
5074
5075         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5076         if (err)
5077                 return err;
5078
5079         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5080                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5081                 if (err)
5082                         return err;
5083         }
5084
5085         if (attr->ia_valid) {
5086                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5087                 inode_inc_iversion(inode);
5088                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5089
5090                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5091                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5092         }
5093
5094         return err;
5095 }
5096
5097 /*
5098  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5099  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5100  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5101  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5102  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5103  * wasting lots of time.
5104  *
5105  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5106  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5107  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5108  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5109  */
5110 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5111 {
5112         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5113         struct rb_node *node;
5114
5115         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5116         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5117
5118         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5119
5120         /*
5121          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5122          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5123          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5124          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5125          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5126          * ranges can still be locked and eviction started because before
5127          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5128          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5129          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5130          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5131          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5132          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5133          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5134          * use-after-free issue.
5135          */
5136         spin_lock(&io_tree->lock);
5137         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5138                 struct extent_state *state;
5139                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5140                 u64 start;
5141                 u64 end;
5142                 unsigned state_flags;
5143
5144                 node = rb_first(&io_tree->state);
5145                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5146                 start = state->start;
5147                 end = state->end;
5148                 state_flags = state->state;
5149                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5150
5151                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5152
5153                 /*
5154                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5155                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5156                  * So we need to free its reserved space here.
5157                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5158                  *
5159                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5160                  */
5161                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5162                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5163                                                end - start + 1);
5164
5165                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5166                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5167                                  &cached_state);
5168
5169                 cond_resched();
5170                 spin_lock(&io_tree->lock);
5171         }
5172         spin_unlock(&io_tree->lock);
5173 }
5174
5175 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5176                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5177 {
5178         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5179         struct btrfs_trans_handle *trans;
5180         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5181         int ret;
5182
5183         /*
5184          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5185          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5186          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5187          *
5188          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5189          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5190          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5191          * delayed refs activity by truncating.
5192          *
5193          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5194          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5195          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5196          */
5197         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5198                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5199         if (ret) {
5200                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5201                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5202                 if (ret) {
5203                         btrfs_warn(fs_info,
5204                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5205                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5206                 }
5207                 delayed_refs_extra = 0;
5208         }
5209
5210         trans = btrfs_join_transaction(root);
5211         if (IS_ERR(trans))
5212                 return trans;
5213
5214         if (delayed_refs_extra) {
5215                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5216                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5217                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5218                                         delayed_refs_extra, true);
5219         }
5220         return trans;
5221 }
5222
5223 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5224 {
5225         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5226         struct btrfs_trans_handle *trans;
5227         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5228         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5229         int ret;
5230
5231         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5232
5233         if (!root) {
5234                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5235                 clear_inode(inode);
5236                 return;
5237         }
5238
5239         evict_inode_truncate_pages(inode);
5240
5241         if (inode->i_nlink &&
5242             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5243               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5244              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5245                 goto out;
5246
5247         if (is_bad_inode(inode))
5248                 goto out;
5249
5250         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5251                 goto out;
5252
5253         if (inode->i_nlink > 0) {
5254                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5255                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5256                 goto out;
5257         }
5258
5259         /*
5260          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5261          * the inode update is released.
5262          */
5263         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5264         if (ret)
5265                 goto out;
5266
5267         /*
5268          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5269          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5270          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5271          * the truncate.
5272          */
5273         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5274
5275         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5276         if (!rsv)
5277                 goto out;
5278         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5279         rsv->failfast = true;
5280
5281         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5282
5283         while (1) {
5284                 struct btrfs_truncate_control control = {
5285                         .inode = BTRFS_I(inode),
5286                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5287                         .new_size = 0,
5288                         .min_type = 0,
5289                 };
5290
5291                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5292                 if (IS_ERR(trans))
5293                         goto out;
5294
5295                 trans->block_rsv = rsv;
5296
5297                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5298                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5299                 btrfs_end_transaction(trans);
5300                 /*
5301                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5302                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5303                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5304                  */
5305                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5306                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5307                         goto out;
5308                 else if (!ret)
5309                         break;
5310         }
5311
5312         /*
5313          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5314          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5315          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5316          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5317          *
5318          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5319          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5320          */
5321         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5322         if (!IS_ERR(trans)) {
5323                 trans->block_rsv = rsv;
5324                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5325                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5326                 btrfs_end_transaction(trans);
5327         }
5328
5329 out:
5330         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5331         /*
5332          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5333          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5334          * to retry these periodically in the future.
5335          */
5336         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5337         fsverity_cleanup_inode(inode);
5338         clear_inode(inode);
5339 }
5340
5341 /*
5342  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5343  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5344  *
5345  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5346  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5347  */
5348 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5349                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5350 {
5351         struct btrfs_dir_item *di;
5352         struct btrfs_path *path;
5353         struct btrfs_root *root = dir->root;
5354         int ret = 0;
5355         struct fscrypt_name fname;
5356
5357         path = btrfs_alloc_path();
5358         if (!path)
5359                 return -ENOMEM;
5360
5361         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5362         if (ret < 0)
5363                 goto out;
5364         /*
5365          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5366          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5367          */
5368         ASSERT(ret == 0);
5369
5370         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5371
5372         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5373                                    &fname.disk_name, 0);
5374         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5375                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5376                 goto out;
5377         }
5378
5379         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5380         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5381             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5382                 ret = -EUCLEAN;
5383                 btrfs_warn(root->fs_info,
5384 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5385                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5386                            location->objectid, location->type, location->offset);
5387         }
5388         if (!ret)
5389                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5390 out:
5391         fscrypt_free_filename(&fname);
5392         btrfs_free_path(path);
5393         return ret;
5394 }
5395
5396 /*
5397  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5398  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5399  * is kind of like crossing a mount point.
5400  */
5401 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5402                                     struct btrfs_inode *dir,
5403                                     struct dentry *dentry,
5404                                     struct btrfs_key *location,
5405                                     struct btrfs_root **sub_root)
5406 {
5407         struct btrfs_path *path;
5408         struct btrfs_root *new_root;
5409         struct btrfs_root_ref *ref;
5410         struct extent_buffer *leaf;
5411         struct btrfs_key key;
5412         int ret;
5413         int err = 0;
5414         struct fscrypt_name fname;
5415
5416         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5417         if (ret)
5418                 return ret;
5419
5420         path = btrfs_alloc_path();
5421         if (!path) {
5422                 err = -ENOMEM;
5423                 goto out;
5424         }
5425
5426         err = -ENOENT;
5427         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5428         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5429         key.offset = location->objectid;
5430
5431         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5432         if (ret) {
5433                 if (ret < 0)
5434                         err = ret;
5435                 goto out;
5436         }
5437
5438         leaf = path->nodes[0];
5439         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5440         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5441             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5442                 goto out;
5443
5444         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5445                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5446         if (ret)
5447                 goto out;
5448
5449         btrfs_release_path(path);
5450
5451         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5452         if (IS_ERR(new_root)) {
5453                 err = PTR_ERR(new_root);
5454                 goto out;
5455         }
5456
5457         *sub_root = new_root;
5458         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5459         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5460         location->offset = 0;
5461         err = 0;
5462 out:
5463         btrfs_free_path(path);
5464         fscrypt_free_filename(&fname);
5465         return err;
5466 }
5467
5468 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5469 {
5470         struct btrfs_root *root = inode->root;
5471         struct btrfs_inode *entry;
5472         struct rb_node **p;
5473         struct rb_node *parent;
5474         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5475         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5476
5477         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5478                 return;
5479         parent = NULL;
5480         spin_lock(&root->inode_lock);
5481         p = &root->inode_tree.rb_node;
5482         while (*p) {
5483                 parent = *p;
5484                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5485
5486                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5487                         p = &parent->rb_left;
5488                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5489                         p = &parent->rb_right;
5490                 else {
5491                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5492                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5493                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5494                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5495                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5496                         return;
5497                 }
5498         }
5499         rb_link_node(new, parent, p);
5500         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5501         spin_unlock(&root->inode_lock);
5502 }
5503
5504 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5505 {
5506         struct btrfs_root *root = inode->root;
5507         int empty = 0;
5508
5509         spin_lock(&root->inode_lock);
5510         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5511                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5512                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5513                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5514         }
5515         spin_unlock(&root->inode_lock);
5516
5517         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5518                 spin_lock(&root->inode_lock);
5519                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5520                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5521                 if (empty)
5522                         btrfs_add_dead_root(root);
5523         }
5524 }
5525
5526
5527 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5528 {
5529         struct btrfs_iget_args *args = p;
5530
5531         inode->i_ino = args->ino;
5532         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5533         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5534         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5535         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5536         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5537
5538         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5539             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5540                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5541                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5542         return 0;
5543 }
5544
5545 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5546 {
5547         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5548
5549         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5550                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5551 }
5552
5553 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5554                                        struct btrfs_root *root)
5555 {
5556         struct inode *inode;
5557         struct btrfs_iget_args args;
5558         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5559
5560         args.ino = ino;
5561         args.root = root;
5562
5563         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5564                              btrfs_init_locked_inode,
5565                              (void *)&args);
5566         return inode;
5567 }
5568
5569 /*
5570  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5571  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5572  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5573  * later.
5574  */
5575 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5576                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5577 {
5578         struct inode *inode;
5579
5580         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5581         if (!inode)
5582                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5583
5584         if (inode->i_state & I_NEW) {
5585                 int ret;
5586
5587                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5588                 if (!ret) {
5589                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5590                         unlock_new_inode(inode);
5591                 } else {
5592                         iget_failed(inode);
5593                         /*
5594                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5595                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5596                          * was not found.
5597                          */
5598                         if (ret > 0)
5599                                 ret = -ENOENT;
5600                         inode = ERR_PTR(ret);
5601                 }
5602         }
5603
5604         return inode;
5605 }
5606
5607 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5608 {
5609         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5610 }
5611
5612 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5613                                     struct btrfs_key *key,
5614                                     struct btrfs_root *root)
5615 {
5616         struct inode *inode = new_inode(s);
5617
5618         if (!inode)
5619                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5620
5621         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5622         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5623         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5624
5625         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5626         /*
5627          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5628          * associated with the dentry
5629          */
5630         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5631         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5632         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5633         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5634         inode->i_mtime = current_time(inode);
5635         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5636         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5637         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5638
5639         return inode;
5640 }
5641
5642 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5643 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5644 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5645 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5646 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5647 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5648 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5649 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5650
5651 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5652 {
5653         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5654 }
5655
5656 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5657 {
5658         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5659         struct inode *inode;
5660         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5661         struct btrfs_root *sub_root = root;
5662         struct btrfs_key location;
5663         u8 di_type = 0;
5664         int ret = 0;
5665
5666         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5667                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5668
5669         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5670         if (ret < 0)
5671                 return ERR_PTR(ret);
5672
5673         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5674                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5675                 if (IS_ERR(inode))
5676                         return inode;
5677
5678                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5679                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5680                         btrfs_crit(fs_info,
5681 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5682                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5683                                   di_type);
5684                         iput(inode);
5685                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5686                 }
5687                 return inode;
5688         }
5689
5690         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5691                                        &location, &sub_root);
5692         if (ret < 0) {
5693                 if (ret != -ENOENT)
5694                         inode = ERR_PTR(ret);
5695                 else
5696                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, root);
5697         } else {
5698                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5699                 btrfs_put_root(sub_root);
5700
5701                 if (IS_ERR(inode))
5702                         return inode;
5703
5704                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5705                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5706                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5707                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5708                 if (ret) {
5709                         iput(inode);
5710                         inode = ERR_PTR(ret);
5711                 }
5712         }
5713
5714         return inode;
5715 }
5716
5717 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5718 {
5719         struct btrfs_root *root;
5720         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5721
5722         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5723                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5724
5725         if (inode) {
5726                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5727                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5728                         return 1;
5729
5730                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5731                         return 1;
5732         }
5733         return 0;
5734 }
5735
5736 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5737                                    unsigned int flags)
5738 {
5739         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5740
5741         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5742                 inode = NULL;
5743         return d_splice_alias(inode, dentry);
5744 }
5745
5746 /*
5747  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5748  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5749  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5750  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5751  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5752  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5753  * tree lock.
5754  */
5755 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5756 {
5757         struct btrfs_file_private *private;
5758
5759         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5760         if (!private)
5761                 return -ENOMEM;
5762         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5763         if (!private->filldir_buf) {
5764                 kfree(private);
5765                 return -ENOMEM;
5766         }
5767         file->private_data = private;
5768         return 0;
5769 }
5770
5771 struct dir_entry {
5772         u64 ino;
5773         u64 offset;
5774         unsigned type;
5775         int name_len;
5776 };
5777
5778 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5779 {
5780         while (entries--) {
5781                 struct dir_entry *entry = addr;
5782                 char *name = (char *)(entry + 1);
5783
5784                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5785                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5786                                          get_unaligned(&entry->ino),
5787                                          get_unaligned(&entry->type)))
5788                         return 1;
5789                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5790                         get_unaligned(&entry->name_len);
5791                 ctx->pos++;
5792         }
5793         return 0;
5794 }
5795
5796 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5797 {
5798         struct inode *inode = file_inode(file);
5799         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5800         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5801         struct btrfs_dir_item *di;
5802         struct btrfs_key key;
5803         struct btrfs_key found_key;
5804         struct btrfs_path *path;
5805         void *addr;
5806         struct list_head ins_list;
5807         struct list_head del_list;
5808         int ret;
5809         char *name_ptr;
5810         int name_len;
5811         int entries = 0;
5812         int total_len = 0;
5813         bool put = false;
5814         struct btrfs_key location;
5815
5816         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5817                 return 0;
5818
5819         path = btrfs_alloc_path();
5820         if (!path)
5821                 return -ENOMEM;
5822
5823         addr = private->filldir_buf;
5824         path->reada = READA_FORWARD;
5825
5826         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5827         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5828         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5829
5830 again:
5831         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5832         key.offset = ctx->pos;
5833         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5834
5835         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5836                 struct dir_entry *entry;
5837                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5838                 u8 ftype;
5839
5840                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5841                         break;
5842                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5843                         break;
5844                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5845                         continue;
5846                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5847                         continue;
5848                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5849                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5850                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5851                     PAGE_SIZE) {
5852                         btrfs_release_path(path);
5853                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5854                         if (ret)
5855                                 goto nopos;
5856                         addr = private->filldir_buf;
5857                         entries = 0;
5858                         total_len = 0;
5859                         goto again;
5860                 }
5861
5862                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
5863                 entry = addr;
5864                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5865                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
5866                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
5867                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5868                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
5869                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5870                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5871                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5872                 entries++;
5873                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5874                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5875         }
5876         /* Catch error encountered during iteration */
5877         if (ret < 0)
5878                 goto err;
5879
5880         btrfs_release_path(path);
5881
5882         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5883         if (ret)
5884                 goto nopos;
5885
5886         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5887         if (ret)
5888                 goto nopos;
5889
5890         /*
5891          * Stop new entries from being returned after we return the last
5892          * entry.
5893          *
5894          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5895          * offset.  This means that new entries created during readdir
5896          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5897          * This has broken buggy programs which operate on names as
5898          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5899          * we have this hack to stop new entries from being returned
5900          * under the assumption that they'll never reach this huge
5901          * offset.
5902          *
5903          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5904          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5905          * in the past.
5906          */
5907         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5908                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5909         else
5910                 ctx->pos = INT_MAX;
5911 nopos:
5912         ret = 0;
5913 err:
5914         if (put)
5915                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5916         btrfs_free_path(path);
5917         return ret;
5918 }
5919
5920 /*
5921  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
5922  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
5923  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
5924  * to keep or drop this code.
5925  */
5926 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
5927 {
5928         struct btrfs_root *root = inode->root;
5929         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5930         struct btrfs_trans_handle *trans;
5931         int ret;
5932
5933         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
5934                 return 0;
5935
5936         trans = btrfs_join_transaction(root);
5937         if (IS_ERR(trans))
5938                 return PTR_ERR(trans);
5939
5940         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5941         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
5942                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
5943                 btrfs_end_transaction(trans);
5944                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5945                 if (IS_ERR(trans))
5946                         return PTR_ERR(trans);
5947
5948                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5949         }
5950         btrfs_end_transaction(trans);
5951         if (inode->delayed_node)
5952                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
5953
5954         return ret;
5955 }
5956
5957 /*
5958  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
5959  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
5960  */
5961 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
5962                              int flags)
5963 {
5964         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5965         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
5966
5967         if (btrfs_root_readonly(root))
5968                 return -EROFS;
5969
5970         if (flags & S_VERSION)
5971                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
5972         if (flags & S_CTIME)
5973                 inode->i_ctime = *now;
5974         if (flags & S_MTIME)
5975                 inode->i_mtime = *now;
5976         if (flags & S_ATIME)
5977                 inode->i_atime = *now;
5978         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
5979 }
5980
5981 /*
5982  * find the highest existing sequence number in a directory
5983  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
5984  * free sequence numbers
5985  */
5986 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5987 {
5988         struct btrfs_root *root = inode->root;
5989         struct btrfs_key key, found_key;
5990         struct btrfs_path *path;
5991         struct extent_buffer *leaf;
5992         int ret;
5993
5994         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5995         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5996         key.offset = (u64)-1;
5997
5998         path = btrfs_alloc_path();
5999         if (!path)
6000                 return -ENOMEM;
6001
6002         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6003         if (ret < 0)
6004                 goto out;
6005         /* FIXME: we should be able to handle this */
6006         if (ret == 0)
6007                 goto out;
6008         ret = 0;
6009
6010         if (path->slots[0] == 0) {
6011                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6012                 goto out;
6013         }
6014
6015         path->slots[0]--;
6016
6017         leaf = path->nodes[0];
6018         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6019
6020         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
6021             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
6022                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6023                 goto out;
6024         }
6025
6026         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
6027 out:
6028         btrfs_free_path(path);
6029         return ret;
6030 }
6031
6032 /*
6033  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6034  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6035  */
6036 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6037 {
6038         int ret = 0;
6039
6040         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6041                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6042                 if (ret) {
6043                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6044                         if (ret)
6045                                 return ret;
6046                 }
6047         }
6048
6049         *index = dir->index_cnt;
6050         dir->index_cnt++;
6051
6052         return ret;
6053 }
6054
6055 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6056 {
6057         struct btrfs_iget_args args;
6058
6059         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6060         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6061
6062         return insert_inode_locked4(inode,
6063                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6064                    btrfs_find_actor, &args);
6065 }
6066
6067 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6068                             unsigned int *trans_num_items)
6069 {
6070         struct inode *dir = args->dir;
6071         struct inode *inode = args->inode;
6072         int ret;
6073
6074         if (!args->orphan) {
6075                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6076                                              &args->fname);
6077                 if (ret)
6078                         return ret;
6079         }
6080
6081         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6082         if (ret) {
6083                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6084                 return ret;
6085         }
6086
6087         /* 1 to add inode item */
6088         *trans_num_items = 1;
6089         /* 1 to add compression property */
6090         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6091                 (*trans_num_items)++;
6092         /* 1 to add default ACL xattr */
6093         if (args->default_acl)
6094                 (*trans_num_items)++;
6095         /* 1 to add access ACL xattr */
6096         if (args->acl)
6097                 (*trans_num_items)++;
6098 #ifdef CONFIG_SECURITY
6099         /* 1 to add LSM xattr */
6100         if (dir->i_security)
6101                 (*trans_num_items)++;
6102 #endif
6103         if (args->orphan) {
6104                 /* 1 to add orphan item */
6105                 (*trans_num_items)++;
6106         } else {
6107                 /*
6108                  * 1 to add dir item
6109                  * 1 to add dir index
6110                  * 1 to update parent inode item
6111                  *
6112                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6113                  * inserted in a batch together with the inode item at
6114                  * btrfs_create_new_inode().
6115                  */
6116                 *trans_num_items += 3;
6117         }
6118         return 0;
6119 }
6120
6121 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6122 {
6123         posix_acl_release(args->acl);
6124         posix_acl_release(args->default_acl);
6125         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6126 }
6127
6128 /*
6129  * Inherit flags from the parent inode.
6130  *
6131  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6132  */
6133 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6134 {
6135         unsigned int flags;
6136
6137         flags = dir->flags;
6138
6139         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6140                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6141                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6142         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6143                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6144                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6145         }
6146
6147         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6148                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6149                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6150                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6151         }
6152
6153         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6154 }
6155
6156 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6157                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6158 {
6159         struct inode *dir = args->dir;
6160         struct inode *inode = args->inode;
6161         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6162         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6163         struct btrfs_root *root;
6164         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6165         struct btrfs_key *location;
6166         struct btrfs_path *path;
6167         u64 objectid;
6168         struct btrfs_inode_ref *ref;
6169         struct btrfs_key key[2];
6170         u32 sizes[2];
6171         struct btrfs_item_batch batch;
6172         unsigned long ptr;
6173         int ret;
6174
6175         path = btrfs_alloc_path();
6176         if (!path)
6177                 return -ENOMEM;
6178
6179         if (!args->subvol)
6180                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6181         root = BTRFS_I(inode)->root;
6182
6183         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6184         if (ret)
6185                 goto out;
6186         inode->i_ino = objectid;
6187
6188         if (args->orphan) {
6189                 /*
6190                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6191                  * fill in an inode item with the correct link count.
6192                  */
6193                 set_nlink(inode, 0);
6194         } else {
6195                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6196
6197                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6198                 if (ret)
6199                         goto out;
6200         }
6201         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6202         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6203         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6204         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6205
6206         /*
6207          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6208          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6209          * change it now without compatibility issues.
6210          */
6211         if (!args->subvol)
6212                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6213
6214         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6215                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6216                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6217                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6218                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6219                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6220         }
6221
6222         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6223         location->objectid = objectid;
6224         location->offset = 0;
6225         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6226
6227         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6228         if (ret < 0) {
6229                 if (!args->orphan)
6230                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6231                 goto out;
6232         }
6233
6234         /*
6235          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6236          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6237          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6238          * old info in the log.
6239          */
6240         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6241
6242         key[0].objectid = objectid;
6243         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6244         key[0].offset = 0;
6245
6246         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6247
6248         if (!args->orphan) {
6249                 /*
6250                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6251                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6252                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6253                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6254                  */
6255                 key[1].objectid = objectid;
6256                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6257                 if (args->subvol) {
6258                         key[1].offset = objectid;
6259                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6260                 } else {
6261                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6262                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6263                 }
6264         }
6265
6266         batch.keys = &key[0];
6267         batch.data_sizes = &sizes[0];
6268         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6269         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6270         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6271         if (ret != 0) {
6272                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6273                 goto discard;
6274         }
6275
6276         inode->i_mtime = current_time(inode);
6277         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6278         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6279         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6280
6281         /*
6282          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6283          * must be fully initialized.
6284          */
6285
6286         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6287                                   struct btrfs_inode_item);
6288         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6289                              sizeof(*inode_item));
6290         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6291
6292         if (!args->orphan) {
6293                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6294                                      struct btrfs_inode_ref);
6295                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6296                 if (args->subvol) {
6297                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6298                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6299                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6300                 } else {
6301                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6302                                                      name->len);
6303                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6304                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6305                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6306                                             name->len);
6307                 }
6308         }
6309
6310         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6311         /*
6312          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6313          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6314          * allocating yet another path. So just free our path.
6315          */
6316         btrfs_free_path(path);
6317         path = NULL;
6318
6319         if (args->subvol) {
6320                 struct inode *parent;
6321
6322                 /*
6323                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6324                  * not the directory they were created in.
6325                  */
6326                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6327                                     BTRFS_I(dir)->root);
6328                 if (IS_ERR(parent)) {
6329                         ret = PTR_ERR(parent);
6330                 } else {
6331                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6332                         iput(parent);
6333                 }
6334         } else {
6335                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6336         }
6337         if (ret) {
6338                 btrfs_err(fs_info,
6339                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6340                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6341                           ret);
6342         }
6343
6344         /*
6345          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6346          * probably a bug.
6347          */
6348         if (!args->subvol) {
6349                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6350                 if (ret) {
6351                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6352                         goto discard;
6353                 }
6354         }
6355
6356         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6357
6358         trace_btrfs_inode_new(inode);
6359         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6360
6361         btrfs_update_root_times(trans, root);
6362
6363         if (args->orphan) {
6364                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6365         } else {
6366                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6367                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6368         }
6369         if (ret) {
6370                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6371                 goto discard;
6372         }
6373
6374         return 0;
6375
6376 discard:
6377         /*
6378          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6379          * to the inode.
6380          */
6381         ihold(inode);
6382         discard_new_inode(inode);
6383 out:
6384         btrfs_free_path(path);
6385         return ret;
6386 }
6387
6388 /*
6389  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6390  * a give name and a given sequence number.
6391  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6392  * inode to the parent directory.
6393  */
6394 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6395                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6396                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6397 {
6398         int ret = 0;
6399         struct btrfs_key key;
6400         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6401         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6402         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6403
6404         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6405                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6406         } else {
6407                 key.objectid = ino;
6408                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6409                 key.offset = 0;
6410         }
6411
6412         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6413                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6414                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6415                                          index, name);
6416         } else if (add_backref) {
6417                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6418                                              ino, parent_ino, index);
6419         }
6420
6421         /* Nothing to clean up yet */
6422         if (ret)
6423                 return ret;
6424
6425         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6426                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6427         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6428                 goto fail_dir_item;
6429         else if (ret) {
6430                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6431                 return ret;
6432         }
6433
6434         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6435                            name->len * 2);
6436         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6437         /*
6438          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6439          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6440          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6441          * values (the ones it had when the fsync was done).
6442          */
6443         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6444                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6445
6446                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6447                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6448         }
6449         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6450         if (ret)
6451                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6452         return ret;
6453
6454 fail_dir_item:
6455         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6456                 u64 local_index;
6457                 int err;
6458                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6459                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6460                                          &local_index, name);
6461                 if (err)
6462                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6463         } else if (add_backref) {
6464                 u64 local_index;
6465                 int err;
6466
6467                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6468                                           &local_index);
6469                 if (err)
6470                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6471         }
6472
6473         /* Return the original error code */
6474         return ret;
6475 }
6476
6477 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6478                                struct inode *inode)
6479 {
6480         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6481         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6482         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6483                 .dir = dir,
6484                 .dentry = dentry,
6485                 .inode = inode,
6486         };
6487         unsigned int trans_num_items;
6488         struct btrfs_trans_handle *trans;
6489         int err;
6490
6491         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6492         if (err)
6493                 goto out_inode;
6494
6495         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6496         if (IS_ERR(trans)) {
6497                 err = PTR_ERR(trans);
6498                 goto out_new_inode_args;
6499         }
6500
6501         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6502         if (!err)
6503                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6504
6505         btrfs_end_transaction(trans);
6506         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6507 out_new_inode_args:
6508         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6509 out_inode:
6510         if (err)
6511                 iput(inode);
6512         return err;
6513 }
6514
6515 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6516                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6517 {
6518         struct inode *inode;
6519
6520         inode = new_inode(dir->i_sb);
6521         if (!inode)
6522                 return -ENOMEM;
6523         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6524         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6525         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6526         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6527 }
6528
6529 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6530                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6531 {
6532         struct inode *inode;
6533
6534         inode = new_inode(dir->i_sb);
6535         if (!inode)
6536                 return -ENOMEM;
6537         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6538         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6539         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6540         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6541         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6542 }
6543
6544 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6545                       struct dentry *dentry)
6546 {
6547         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6548         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6549         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6550         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6551         struct fscrypt_name fname;
6552         u64 index;
6553         int err;
6554         int drop_inode = 0;
6555
6556         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6557         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6558                 return -EXDEV;
6559
6560         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6561                 return -EMLINK;
6562
6563         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6564         if (err)
6565                 goto fail;
6566
6567         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6568         if (err)
6569                 goto fail;
6570
6571         /*
6572          * 2 items for inode and inode ref
6573          * 2 items for dir items
6574          * 1 item for parent inode
6575          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6576          */
6577         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6578         if (IS_ERR(trans)) {
6579                 err = PTR_ERR(trans);
6580                 trans = NULL;
6581                 goto fail;
6582         }
6583
6584         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6585         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6586         inc_nlink(inode);
6587         inode_inc_iversion(inode);
6588         inode->i_ctime = current_time(inode);
6589         ihold(inode);
6590         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6591
6592         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6593                              &fname.disk_name, 1, index);
6594
6595         if (err) {
6596                 drop_inode = 1;
6597         } else {
6598                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6599
6600                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6601                 if (err)
6602                         goto fail;
6603                 if (inode->i_nlink == 1) {
6604                         /*
6605                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6606                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6607                          */
6608                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6609                         if (err)
6610                                 goto fail;
6611                 }
6612                 d_instantiate(dentry, inode);
6613                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6614         }
6615
6616 fail:
6617         fscrypt_free_filename(&fname);
6618         if (trans)
6619                 btrfs_end_transaction(trans);
6620         if (drop_inode) {
6621                 inode_dec_link_count(inode);
6622                 iput(inode);
6623         }
6624         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6625         return err;
6626 }
6627
6628 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6629                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6630 {
6631         struct inode *inode;
6632
6633         inode = new_inode(dir->i_sb);
6634         if (!inode)
6635                 return -ENOMEM;
6636         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6637         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6638         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6639         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6640 }
6641
6642 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6643                                       struct page *page,
6644                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6645 {
6646         int ret;
6647         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6648         char *tmp;
6649         size_t max_size;
6650         unsigned long inline_size;
6651         unsigned long ptr;
6652         int compress_type;
6653
6654         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6655         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6656         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6657         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6658         if (!tmp)
6659                 return -ENOMEM;
6660         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6661
6662         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6663
6664         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6665         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6666
6667         /*
6668          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6669          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6670          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6671          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6672          * cover that region here.
6673          */
6674
6675         if (max_size < PAGE_SIZE)
6676                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6677         kfree(tmp);
6678         return ret;
6679 }
6680
6681 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6682                               struct page *page)
6683 {
6684         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6685         void *kaddr;
6686         size_t copy_size;
6687
6688         if (!page || PageUptodate(page))
6689                 return 0;
6690
6691         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6692
6693         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6694                             struct btrfs_file_extent_item);
6695         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6696                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6697
6698         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6699                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6700         kaddr = kmap_local_page(page);
6701         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6702                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6703         kunmap_local(kaddr);
6704         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6705                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6706         return 0;
6707 }
6708
6709 /*
6710  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6711  *
6712  * @inode:      file to search in
6713  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6714  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6715  * @start:      file offset
6716  * @len:        length of range starting at @start
6717  *
6718  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6719  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6720  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6721  *
6722  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6723  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6724  *
6725  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6726  */
6727 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6728                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6729                                     u64 start, u64 len)
6730 {
6731         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6732         int ret = 0;
6733         u64 extent_start = 0;
6734         u64 extent_end = 0;
6735         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6736         int extent_type = -1;
6737         struct btrfs_path *path = NULL;
6738         struct btrfs_root *root = inode->root;
6739         struct btrfs_file_extent_item *item;
6740         struct extent_buffer *leaf;
6741         struct btrfs_key found_key;
6742         struct extent_map *em = NULL;
6743         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6744
6745         read_lock(&em_tree->lock);
6746         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6747         read_unlock(&em_tree->lock);
6748
6749         if (em) {
6750                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6751                         free_extent_map(em);
6752                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6753                         free_extent_map(em);
6754                 else
6755                         goto out;
6756         }
6757         em = alloc_extent_map();
6758         if (!em) {
6759                 ret = -ENOMEM;
6760                 goto out;
6761         }
6762         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6763         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6764         em->len = (u64)-1;
6765         em->block_len = (u64)-1;
6766
6767         path = btrfs_alloc_path();
6768         if (!path) {
6769                 ret = -ENOMEM;
6770                 goto out;
6771         }
6772
6773         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6774         path->reada = READA_FORWARD;
6775
6776         /*
6777          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6778          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6779          * point the commit_root has everything we need.
6780          */
6781         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6782                 path->search_commit_root = 1;
6783                 path->skip_locking = 1;
6784         }
6785
6786         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6787         if (ret < 0) {
6788                 goto out;
6789         } else if (ret > 0) {
6790                 if (path->slots[0] == 0)
6791                         goto not_found;
6792                 path->slots[0]--;
6793                 ret = 0;
6794         }
6795
6796         leaf = path->nodes[0];
6797         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6798                               struct btrfs_file_extent_item);
6799         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6800         if (found_key.objectid != objectid ||
6801             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6802                 /*
6803                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6804                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6805                  * say there is a hole for our whole search range which can
6806                  * cause problems.
6807                  */
6808                 extent_end = start;
6809                 goto next;
6810         }
6811
6812         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6813         extent_start = found_key.offset;
6814         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6815         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6816             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6817                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6818                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6819                         ret = -EUCLEAN;
6820                         btrfs_crit(fs_info,
6821                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6822                                    btrfs_ino(inode));
6823                         goto out;
6824                 }
6825                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6826                                                        extent_start);
6827         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6828                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6829                                                       path->slots[0],
6830                                                       extent_start);
6831         }
6832 next:
6833         if (start >= extent_end) {
6834                 path->slots[0]++;
6835                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6836                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6837                         if (ret < 0)
6838                                 goto out;
6839                         else if (ret > 0)
6840                                 goto not_found;
6841
6842                         leaf = path->nodes[0];
6843                 }
6844                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6845                 if (found_key.objectid != objectid ||
6846                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6847                         goto not_found;
6848                 if (start + len <= found_key.offset)
6849                         goto not_found;
6850                 if (start > found_key.offset)
6851                         goto next;
6852
6853                 /* New extent overlaps with existing one */
6854                 em->start = start;
6855                 em->orig_start = start;
6856                 em->len = found_key.offset - start;
6857                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6858                 goto insert;
6859         }
6860
6861         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6862
6863         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6864             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6865                 goto insert;
6866         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6867                 /*
6868                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6869                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6870                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6871                  */
6872                 ASSERT(pg_offset == 0);
6873                 ASSERT(extent_start == 0);
6874                 ASSERT(em->start == 0);
6875
6876                 /*
6877                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6878                  * initialized em members already.
6879                  *
6880                  * Other members are not utilized for inline extents.
6881                  */
6882                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6883                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6884
6885                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6886                 if (ret < 0)
6887                         goto out;
6888                 goto insert;
6889         }
6890 not_found:
6891         em->start = start;
6892         em->orig_start = start;
6893         em->len = len;
6894         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6895 insert:
6896         ret = 0;
6897         btrfs_release_path(path);
6898         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6899                 btrfs_err(fs_info,
6900                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6901                           em->start, em->len, start, len);
6902                 ret = -EIO;
6903                 goto out;
6904         }
6905
6906         write_lock(&em_tree->lock);
6907         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6908         write_unlock(&em_tree->lock);
6909 out:
6910         btrfs_free_path(path);
6911
6912         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6913
6914         if (ret) {
6915                 free_extent_map(em);
6916                 return ERR_PTR(ret);
6917         }
6918         return em;
6919 }
6920
6921 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
6922                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6923                                                   const u64 start,
6924                                                   const u64 len,
6925                                                   const u64 orig_start,
6926                                                   const u64 block_start,
6927                                                   const u64 block_len,
6928                                                   const u64 orig_block_len,
6929                                                   const u64 ram_bytes,
6930                                                   const int type)
6931 {
6932         struct extent_map *em = NULL;
6933         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
6934
6935         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
6936                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
6937                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
6938                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
6939                                   type);
6940                 if (IS_ERR(em))
6941                         goto out;
6942         }
6943         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, len, len,
6944                                              block_start, block_len, 0,
6945                                              (1 << type) |
6946                                              (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
6947                                              BTRFS_COMPRESS_NONE);
6948         if (IS_ERR(ordered)) {
6949                 if (em) {
6950                         free_extent_map(em);
6951                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
6952                                                     start + len - 1, false);
6953                 }
6954                 em = ERR_CAST(ordered);
6955         } else {
6956                 ASSERT(!dio_data->ordered);
6957                 dio_data->ordered = ordered;
6958         }
6959  out:
6960
6961         return em;
6962 }
6963
6964 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
6965                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6966                                                   u64 start, u64 len)
6967 {
6968         struct btrfs_root *root = inode->root;
6969         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6970         struct extent_map *em;
6971         struct btrfs_key ins;
6972         u64 alloc_hint;
6973         int ret;
6974
6975         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
6976         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
6977                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
6978         if (ret)
6979                 return ERR_PTR(ret);
6980
6981         em = btrfs_create_dio_extent(inode, dio_data, start, ins.offset, start,
6982                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
6983                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
6984         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
6985         if (IS_ERR(em))
6986                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
6987                                            1);
6988
6989         return em;
6990 }
6991
6992 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
6993 {
6994         struct btrfs_block_group *block_group;
6995         bool readonly = false;
6996
6997         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
6998         if (!block_group || block_group->ro)
6999                 readonly = true;
7000         if (block_group)
7001                 btrfs_put_block_group(block_group);
7002         return readonly;
7003 }
7004
7005 /*
7006  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7007  *
7008  * @offset:     File offset
7009  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7010  *              range
7011  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7012  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7013  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7014  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7015  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7016  *
7017  * Return:
7018  * >0   and update @len if we can do nocow write
7019  *  0   if we can't do nocow write
7020  * <0   if error happened
7021  *
7022  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7023  *       any ordered extents.
7024  */
7025 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7026                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7027                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7028 {
7029         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7030         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7031         struct btrfs_path *path;
7032         int ret;
7033         struct extent_buffer *leaf;
7034         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7035         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7036         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7037         struct btrfs_key key;
7038         int found_type;
7039
7040         path = btrfs_alloc_path();
7041         if (!path)
7042                 return -ENOMEM;
7043         path->nowait = nowait;
7044
7045         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7046                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7047         if (ret < 0)
7048                 goto out;
7049
7050         if (ret == 1) {
7051                 if (path->slots[0] == 0) {
7052                         /* can't find the item, must cow */
7053                         ret = 0;
7054                         goto out;
7055                 }
7056                 path->slots[0]--;
7057         }
7058         ret = 0;
7059         leaf = path->nodes[0];
7060         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7061         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7062             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7063                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7064                 goto out;
7065         }
7066
7067         if (key.offset > offset) {
7068                 /* Wrong offset, must cow */
7069                 goto out;
7070         }
7071
7072         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7073                 goto out;
7074
7075         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7076         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7077         if (ram_bytes)
7078                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7079
7080         nocow_args.start = offset;
7081         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7082         nocow_args.strict = strict;
7083         nocow_args.free_path = true;
7084
7085         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7086         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7087         path = NULL;
7088
7089         if (ret != 1) {
7090                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7091                 ret = 0;
7092                 goto out;
7093         }
7094
7095         ret = 0;
7096         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7097                 goto out;
7098
7099         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7100             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7101                 u64 range_end;
7102
7103                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7104                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7105                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7106                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7107                 if (ret) {
7108                         ret = -EAGAIN;
7109                         goto out;
7110                 }
7111         }
7112
7113         if (orig_start)
7114                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7115         if (orig_block_len)
7116                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7117
7118         *len = nocow_args.num_bytes;
7119         ret = 1;
7120 out:
7121         btrfs_free_path(path);
7122         return ret;
7123 }
7124
7125 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7126                               struct extent_state **cached_state,
7127                               unsigned int iomap_flags)
7128 {
7129         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7130         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7131         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7132         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7133         int ret = 0;
7134
7135         while (1) {
7136                 if (nowait) {
7137                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7138                                              cached_state))
7139                                 return -EAGAIN;
7140                 } else {
7141                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7142                 }
7143                 /*
7144                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7145                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7146                  * extents in this range.
7147                  */
7148                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7149                                                      lockend - lockstart + 1);
7150
7151                 /*
7152                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7153                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7154                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7155                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7156                  * get stale data.
7157                  */
7158                 if (!ordered &&
7159                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7160                                                          lockstart, lockend)))
7161                         break;
7162
7163                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7164
7165                 if (ordered) {
7166                         if (nowait) {
7167                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7168                                 ret = -EAGAIN;
7169                                 break;
7170                         }
7171                         /*
7172                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7173                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7174                          * to complete and retry, because if we do so we can
7175                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7176                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7177                          * than one extent map, if at this point has already
7178                          * created an ordered extent for a previous extent map
7179                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7180                          * concurrent write against that previous extent map's
7181                          * range and this range started (we unlock the ranges
7182                          * in the io tree only when the bios complete and
7183                          * buffered writes always lock pages before attempting
7184                          * to lock range in the io tree).
7185                          */
7186                         if (writing ||
7187                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7188                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7189                         else
7190                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7191                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7192                 } else {
7193                         /*
7194                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7195                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7196                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7197                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7198                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7199                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7200                          * ordered dio extent we created before but did not have
7201                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7202                          * complete), which makes readahead wait for that
7203                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7204                          * that page.
7205                          */
7206                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7207                 }
7208
7209                 if (ret)
7210                         break;
7211
7212                 cond_resched();
7213         }
7214
7215         return ret;
7216 }
7217
7218 /* The callers of this must take lock_extent() */
7219 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7220                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7221                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7222                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7223                                        int type)
7224 {
7225         struct extent_map *em;
7226         int ret;
7227
7228         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7229                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7230                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7231                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7232
7233         em = alloc_extent_map();
7234         if (!em)
7235                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7236
7237         em->start = start;
7238         em->orig_start = orig_start;
7239         em->len = len;
7240         em->block_len = block_len;
7241         em->block_start = block_start;
7242         em->orig_block_len = orig_block_len;
7243         em->ram_bytes = ram_bytes;
7244         em->generation = -1;
7245         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7246         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7247                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7248         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7249                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7250                 em->compress_type = compress_type;
7251         }
7252
7253         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7254         if (ret) {
7255                 free_extent_map(em);
7256                 return ERR_PTR(ret);
7257         }
7258
7259         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7260         return em;
7261 }
7262
7263
7264 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7265                                          struct inode *inode,
7266                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7267                                          u64 start, u64 len,
7268                                          unsigned int iomap_flags)
7269 {
7270         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7271         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7272         struct extent_map *em = *map;
7273         int type;
7274         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7275         struct btrfs_block_group *bg;
7276         bool can_nocow = false;
7277         bool space_reserved = false;
7278         u64 prev_len;
7279         int ret = 0;
7280
7281         /*
7282          * We don't allocate a new extent in the following cases
7283          *
7284          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7285          * existing extent.
7286          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7287          * just use the extent.
7288          *
7289          */
7290         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7291             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7292              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7293                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7294                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7295                 else
7296                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7297                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7298                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7299
7300                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7301                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7302                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7303                         if (bg)
7304                                 can_nocow = true;
7305                 }
7306         }
7307
7308         prev_len = len;
7309         if (can_nocow) {
7310                 struct extent_map *em2;
7311
7312                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7313                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7314                                                       nowait);
7315                 if (ret < 0) {
7316                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7317                         free_extent_map(em);
7318                         *map = NULL;
7319                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7320                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7321                                 ret = -EAGAIN;
7322                         goto out;
7323                 }
7324                 space_reserved = true;
7325
7326                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len,
7327                                               orig_start, block_start,
7328                                               len, orig_block_len,
7329                                               ram_bytes, type);
7330                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7331                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7332                         free_extent_map(em);
7333                         *map = em2;
7334                         em = em2;
7335                 }
7336
7337                 if (IS_ERR(em2)) {
7338                         ret = PTR_ERR(em2);
7339                         goto out;
7340                 }
7341
7342                 dio_data->nocow_done = true;
7343         } else {
7344                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7345                 free_extent_map(em);
7346                 *map = NULL;
7347
7348                 if (nowait)
7349                         return -EAGAIN;
7350
7351                 /*
7352                  * If we could not allocate data space before locking the file
7353                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7354                  */
7355                 if (!dio_data->data_space_reserved)
7356                         return -ENOSPC;
7357
7358                 /*
7359                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7360                  * so now we reserve only metadata.
7361                  */
7362                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7363                                                       false);
7364                 if (ret < 0)
7365                         goto out;
7366                 space_reserved = true;
7367
7368                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len);
7369                 if (IS_ERR(em)) {
7370                         ret = PTR_ERR(em);
7371                         goto out;
7372                 }
7373                 *map = em;
7374                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7375                 if (len < prev_len)
7376                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7377                                                         prev_len - len, true);
7378         }
7379
7380         /*
7381          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7382          * for an outstanding extent.
7383          */
7384         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7385
7386         /*
7387          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7388          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7389          */
7390         if (start + len > i_size_read(inode))
7391                 i_size_write(inode, start + len);
7392 out:
7393         if (ret && space_reserved) {
7394                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7395                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7396         }
7397         return ret;
7398 }
7399
7400 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7401                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7402                 struct iomap *srcmap)
7403 {
7404         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7405         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7406         struct extent_map *em;
7407         struct extent_state *cached_state = NULL;
7408         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7409         u64 lockstart, lockend;
7410         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7411         int ret = 0;
7412         u64 len = length;
7413         const u64 data_alloc_len = length;
7414         bool unlock_extents = false;
7415
7416         /*
7417          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7418          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7419          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7420          *
7421          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7422          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7423          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7424          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7425          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7426          */
7427         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7428                 return -EAGAIN;
7429
7430         /*
7431          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7432          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7433          */
7434         if (!write)
7435                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7436
7437         lockstart = start;
7438         lockend = start + len - 1;
7439
7440         /*
7441          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7442          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7443          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7444          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7445          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7446          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7447          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7448          *
7449          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7450          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7451          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7452          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7453          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7454          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7455          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7456          * the file range yet.
7457          */
7458         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7459                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7460                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7461                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7462                                                           lockstart, lockend))
7463                                 return -EAGAIN;
7464                 } else {
7465                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7466                                                        start + length - 1);
7467                         if (ret)
7468                                 return ret;
7469                 }
7470         }
7471
7472         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7473
7474         /*
7475          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7476          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7477          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7478          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7479          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7480          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7481          * NOCOW write.
7482          */
7483         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7484                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7485                                                   &dio_data->data_reserved,
7486                                                   start, data_alloc_len, false);
7487                 if (!ret)
7488                         dio_data->data_space_reserved = true;
7489                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7490                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7491                         goto err;
7492         }
7493
7494         /*
7495          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7496          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7497          * NOWAIT read/write and we need to block.
7498          */
7499         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7500         if (ret < 0)
7501                 goto err;
7502
7503         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7504         if (IS_ERR(em)) {
7505                 ret = PTR_ERR(em);
7506                 goto unlock_err;
7507         }
7508
7509         /*
7510          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7511          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7512          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7513          * buffered path.
7514          *
7515          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7516          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7517          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7518          *
7519          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7520          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7521          * the generic code.
7522          */
7523         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7524             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7525                 free_extent_map(em);
7526                 /*
7527                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7528                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7529                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7530                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7531                  * space - this happens if we were able to read some data from
7532                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7533                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7534                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7535                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7536                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7537                  */
7538                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7539                 goto unlock_err;
7540         }
7541
7542         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7543
7544         /*
7545          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7546          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7547          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7548          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7549          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7550          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7551          *
7552          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7553          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7554          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7555          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7556          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7557          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7558          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7559          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7560          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7561          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7562          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7563          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7564          */
7565         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7566                 free_extent_map(em);
7567                 ret = -EAGAIN;
7568                 goto unlock_err;
7569         }
7570
7571         if (write) {
7572                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7573                                                     start, len, flags);
7574                 if (ret < 0)
7575                         goto unlock_err;
7576                 unlock_extents = true;
7577                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7578                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7579                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7580                         u64 release_offset;
7581                         u64 release_len = 0;
7582
7583                         if (dio_data->nocow_done) {
7584                                 release_offset = start;
7585                                 release_len = data_alloc_len;
7586                         } else if (len < data_alloc_len) {
7587                                 release_offset = start + len;
7588                                 release_len = data_alloc_len - len;
7589                         }
7590
7591                         if (release_len > 0)
7592                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7593                                                                dio_data->data_reserved,
7594                                                                release_offset,
7595                                                                release_len);
7596                 }
7597         } else {
7598                 /*
7599                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7600                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7601                  */
7602                 lockstart = start + len;
7603                 if (lockstart < lockend)
7604                         unlock_extents = true;
7605         }
7606
7607         if (unlock_extents)
7608                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7609                               &cached_state);
7610         else
7611                 free_extent_state(cached_state);
7612
7613         /*
7614          * Translate extent map information to iomap.
7615          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7616          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7617          */
7618         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7619             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7620                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7621                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7622         } else {
7623                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7624                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7625         }
7626         iomap->offset = start;
7627         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7628         iomap->length = len;
7629         free_extent_map(em);
7630
7631         return 0;
7632
7633 unlock_err:
7634         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7635                       &cached_state);
7636 err:
7637         if (dio_data->data_space_reserved) {
7638                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7639                                                dio_data->data_reserved,
7640                                                start, data_alloc_len);
7641                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7642         }
7643
7644         return ret;
7645 }
7646
7647 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7648                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7649 {
7650         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7651         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7652         size_t submitted = dio_data->submitted;
7653         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7654         int ret = 0;
7655
7656         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7657                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7658                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7659                               NULL);
7660                 return 0;
7661         }
7662
7663         if (submitted < length) {
7664                 pos += submitted;
7665                 length -= submitted;
7666                 if (write)
7667                         btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), NULL,
7668                                                        pos, length, false);
7669                 else
7670                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7671                                       pos + length - 1, NULL);
7672                 ret = -ENOTBLK;
7673         }
7674         if (write) {
7675                 btrfs_put_ordered_extent(dio_data->ordered);
7676                 dio_data->ordered = NULL;
7677         }
7678
7679         if (write)
7680                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7681         return ret;
7682 }
7683
7684 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7685 {
7686         struct btrfs_dio_private *dip =
7687                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7688         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7689         struct bio *bio = &bbio->bio;
7690
7691         if (bio->bi_status) {
7692                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7693                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7694                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7695                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7696         }
7697
7698         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE)
7699                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, dip->file_offset,
7700                                                dip->bytes, !bio->bi_status);
7701         else
7702                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7703                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7704
7705         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7706         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7707 }
7708
7709 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7710                                 loff_t file_offset)
7711 {
7712         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7713         struct btrfs_dio_private *dip =
7714                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7715         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7716
7717         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode)->root->fs_info,
7718                        btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7719         bbio->inode = BTRFS_I(iter->inode);
7720         bbio->file_offset = file_offset;
7721
7722         dip->file_offset = file_offset;
7723         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7724
7725         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7726
7727         /*
7728          * Check if we are doing a partial write.  If we are, we need to split
7729          * the ordered extent to match the submitted bio.  Hang on to the
7730          * remaining unfinishable ordered_extent in dio_data so that it can be
7731          * cancelled in iomap_end to avoid a deadlock wherein faulting the
7732          * remaining pages is blocked on the outstanding ordered extent.
7733          */
7734         if (iter->flags & IOMAP_WRITE) {
7735                 int ret;
7736
7737                 ret = btrfs_extract_ordered_extent(bbio, dio_data->ordered);
7738                 if (ret) {
7739                         btrfs_bio_end_io(bbio, errno_to_blk_status(ret));
7740                         return;
7741                 }
7742         }
7743
7744         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
7745 }
7746
7747 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7748         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7749         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7750 };
7751
7752 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7753         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7754         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7755 };
7756
7757 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7758 {
7759         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7760
7761         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7762                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7763 }
7764
7765 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7766                                   size_t done_before)
7767 {
7768         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7769
7770         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7771                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7772 }
7773
7774 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7775                         u64 start, u64 len)
7776 {
7777         int     ret;
7778
7779         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7780         if (ret)
7781                 return ret;
7782
7783         /*
7784          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7785          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7786          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7787          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7788          * before the compression is done and writeback is started. A second
7789          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7790          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7791          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7792          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7793          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7794          * if we have delalloc in those ranges.
7795          */
7796         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7797                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7798                 if (ret)
7799                         return ret;
7800         }
7801
7802         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
7803 }
7804
7805 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
7806                             struct writeback_control *wbc)
7807 {
7808         return extent_writepages(mapping, wbc);
7809 }
7810
7811 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
7812 {
7813         extent_readahead(rac);
7814 }
7815
7816 /*
7817  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7818  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7819  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7820  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7821  * spinlock.
7822  */
7823 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7824 {
7825         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7826         struct btrfs_subpage *subpage;
7827
7828         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
7829                 return;
7830
7831         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
7832         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
7833
7834         /*
7835          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7836          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7837          * still holding the subpage spinlock.
7838          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7839          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7840          * function to clear page writeback.
7841          *
7842          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7843          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7844          */
7845         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7846         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7847 }
7848
7849 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7850 {
7851         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
7852
7853         if (ret == 1) {
7854                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7855                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
7856         }
7857         return ret;
7858 }
7859
7860 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7861 {
7862         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7863                 return false;
7864         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7865 }
7866
7867 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7868 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7869                              struct folio *dst, struct folio *src,
7870                              enum migrate_mode mode)
7871 {
7872         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
7873
7874         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
7875                 return ret;
7876
7877         if (folio_test_ordered(src)) {
7878                 folio_clear_ordered(src);
7879                 folio_set_ordered(dst);
7880         }
7881
7882         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
7883 }
7884 #else
7885 #define btrfs_migrate_folio NULL
7886 #endif
7887
7888 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
7889                                  size_t length)
7890 {
7891         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
7892         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
7893         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
7894         struct extent_state *cached_state = NULL;
7895         u64 page_start = folio_pos(folio);
7896         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
7897         u64 cur;
7898         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
7899
7900         /*
7901          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
7902          * page, nor bio can be submitted for this folio.
7903          *
7904          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
7905          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
7906          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
7907          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
7908          * on one folio.
7909          *
7910          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
7911          * do double ordered extent accounting on the same folio.
7912          */
7913         folio_wait_writeback(folio);
7914         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7915
7916         /*
7917          * For subpage case, we have call sites like
7918          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
7919          * sectorsize.
7920          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
7921          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
7922          * record subpage dirty bits for other part of the range.
7923          *
7924          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
7925          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
7926          * still safe to wait for ordered extent to finish.
7927          */
7928         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
7929                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
7930                 return;
7931         }
7932
7933         if (!inode_evicting)
7934                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
7935
7936         cur = page_start;
7937         while (cur < page_end) {
7938                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7939                 u64 range_end;
7940                 u32 range_len;
7941                 u32 extra_flags = 0;
7942
7943                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
7944                                                            page_end + 1 - cur);
7945                 if (!ordered) {
7946                         range_end = page_end;
7947                         /*
7948                          * No ordered extent covering this range, we are safe
7949                          * to delete all extent states in the range.
7950                          */
7951                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7952                         goto next;
7953                 }
7954                 if (ordered->file_offset > cur) {
7955                         /*
7956                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
7957                          * covered by any ordered extent.
7958                          * We are safe to delete all extent states, and handle
7959                          * the ordered extent in the next iteration.
7960                          */
7961                         range_end = ordered->file_offset - 1;
7962                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7963                         goto next;
7964                 }
7965
7966                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
7967                                 page_end);
7968                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
7969                 range_len = range_end + 1 - cur;
7970                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
7971                         /*
7972                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
7973                          * already been executed for the range.
7974                          * We can't delete the extent states as
7975                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
7976                          */
7977                         goto next;
7978                 }
7979                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
7980
7981                 /*
7982                  * IO on this page will never be started, so we need to account
7983                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
7984                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
7985                  *
7986                  * This will also unlock the range for incoming
7987                  * btrfs_finish_ordered_io().
7988                  */
7989                 if (!inode_evicting)
7990                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
7991                                          EXTENT_DELALLOC |
7992                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
7993                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
7994
7995                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
7996                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
7997                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
7998                                              cur - ordered->file_offset);
7999                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8000
8001                 /*
8002                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8003                  * the extent states of the range, otherwise
8004                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8005                  * other pages, so we can't delete extent states.
8006                  */
8007                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8008                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8009                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8010                         /*
8011                          * The ordered extent has finished, now we're again
8012                          * safe to delete all extent states of the range.
8013                          */
8014                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8015                 }
8016 next:
8017                 if (ordered)
8018                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8019                 /*
8020                  * Qgroup reserved space handler
8021                  * Sector(s) here will be either:
8022                  *
8023                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8024                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8025                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8026                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8027                  *
8028                  * 2) Not written to disk yet
8029                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8030                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8031                  *    reserved data space.
8032                  *    Since the IO will never happen for this page.
8033                  */
8034                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8035                 if (!inode_evicting) {
8036                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8037                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8038                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8039                                  extra_flags, &cached_state);
8040                 }
8041                 cur = range_end + 1;
8042         }
8043         /*
8044          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8045          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8046          * did something wrong.
8047          */
8048         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8049         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8050         if (!inode_evicting)
8051                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8052         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8053 }
8054
8055 /*
8056  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8057  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8058  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8059  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8060  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8061  * support these features.
8062  *
8063  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8064  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8065  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8066  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8067  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8068  * unlock the page.
8069  */
8070 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8071 {
8072         struct page *page = vmf->page;
8073         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8074         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8075         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8076         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8077         struct extent_state *cached_state = NULL;
8078         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8079         unsigned long zero_start;
8080         loff_t size;
8081         vm_fault_t ret;
8082         int ret2;
8083         int reserved = 0;
8084         u64 reserved_space;
8085         u64 page_start;
8086         u64 page_end;
8087         u64 end;
8088
8089         reserved_space = PAGE_SIZE;
8090
8091         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8092         page_start = page_offset(page);
8093         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8094         end = page_end;
8095
8096         /*
8097          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8098          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8099          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8100          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8101          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8102          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8103          */
8104         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8105                                             page_start, reserved_space);
8106         if (!ret2) {
8107                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8108                 reserved = 1;
8109         }
8110         if (ret2) {
8111                 ret = vmf_error(ret2);
8112                 if (reserved)
8113                         goto out;
8114                 goto out_noreserve;
8115         }
8116
8117         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8118 again:
8119         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8120         lock_page(page);
8121         size = i_size_read(inode);
8122
8123         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8124             (page_start >= size)) {
8125                 /* page got truncated out from underneath us */
8126                 goto out_unlock;
8127         }
8128         wait_on_page_writeback(page);
8129
8130         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8131         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8132         if (ret2 < 0) {
8133                 ret = vmf_error(ret2);
8134                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8135                 goto out_unlock;
8136         }
8137
8138         /*
8139          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8140          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8141          */
8142         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8143                         PAGE_SIZE);
8144         if (ordered) {
8145                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8146                 unlock_page(page);
8147                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8148                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
8149                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8150                 goto again;
8151         }
8152
8153         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8154                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8155                                           fs_info->sectorsize);
8156                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8157                         end = page_start + reserved_space - 1;
8158                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8159                                         data_reserved, page_start,
8160                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8161                 }
8162         }
8163
8164         /*
8165          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8166          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8167          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8168          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8169          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8170          */
8171         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8172                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8173                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8174
8175         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8176                                         &cached_state);
8177         if (ret2) {
8178                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8179                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8180                 goto out_unlock;
8181         }
8182
8183         /* page is wholly or partially inside EOF */
8184         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8185                 zero_start = offset_in_page(size);
8186         else
8187                 zero_start = PAGE_SIZE;
8188
8189         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8190                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8191
8192         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8193         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8194         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8195
8196         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8197
8198         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8199         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8200
8201         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8202         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8203         extent_changeset_free(data_reserved);
8204         return VM_FAULT_LOCKED;
8205
8206 out_unlock:
8207         unlock_page(page);
8208         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8209 out:
8210         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8211         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8212                                      reserved_space, (ret != 0));
8213 out_noreserve:
8214         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8215         extent_changeset_free(data_reserved);
8216         return ret;
8217 }
8218
8219 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8220 {
8221         struct btrfs_truncate_control control = {
8222                 .inode = inode,
8223                 .ino = btrfs_ino(inode),
8224                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8225                 .clear_extent_range = true,
8226         };
8227         struct btrfs_root *root = inode->root;
8228         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8229         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8230         int ret;
8231         struct btrfs_trans_handle *trans;
8232         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8233         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8234
8235         if (!skip_writeback) {
8236                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8237                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8238                                                (u64)-1);
8239                 if (ret)
8240                         return ret;
8241         }
8242
8243         /*
8244          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8245          * things going on here:
8246          *
8247          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8248          *
8249          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8250          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8251          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8252          * very much snapshotting).
8253          *
8254          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8255          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8256          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8257          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8258          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8259          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8260          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8261          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8262          * done separately as well.
8263          *
8264          * So that leaves us with
8265          *
8266          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8267          * transaction reservation.
8268          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8269          * updating the inode.
8270          */
8271         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8272         if (!rsv)
8273                 return -ENOMEM;
8274         rsv->size = min_size;
8275         rsv->failfast = true;
8276
8277         /*
8278          * 1 for the truncate slack space
8279          * 1 for updating the inode.
8280          */
8281         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8282         if (IS_ERR(trans)) {
8283                 ret = PTR_ERR(trans);
8284                 goto out;
8285         }
8286
8287         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8288         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8289                                       min_size, false);
8290         BUG_ON(ret);
8291
8292         trans->block_rsv = rsv;
8293
8294         while (1) {
8295                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8296                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8297                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8298
8299                 control.new_size = new_size;
8300                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8301                 /*
8302                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8303                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8304                  * block of the extent just the way it is.
8305                  */
8306                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8307                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8308                                             (u64)-1, false);
8309
8310                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8311
8312                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8313                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8314
8315                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8316
8317                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8318                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8319                         break;
8320
8321                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8322                 if (ret)
8323                         break;
8324
8325                 btrfs_end_transaction(trans);
8326                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8327
8328                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8329                 if (IS_ERR(trans)) {
8330                         ret = PTR_ERR(trans);
8331                         trans = NULL;
8332                         break;
8333                 }
8334
8335                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8336                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8337                                               rsv, min_size, false);
8338                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8339                 trans->block_rsv = rsv;
8340         }
8341
8342         /*
8343          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8344          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8345          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8346          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8347          */
8348         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8349                 btrfs_end_transaction(trans);
8350                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8351
8352                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8353                 if (ret)
8354                         goto out;
8355                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8356                 if (IS_ERR(trans)) {
8357                         ret = PTR_ERR(trans);
8358                         goto out;
8359                 }
8360                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8361         }
8362
8363         if (trans) {
8364                 int ret2;
8365
8366                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8367                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8368                 if (ret2 && !ret)
8369                         ret = ret2;
8370
8371                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8372                 if (ret2 && !ret)
8373                         ret = ret2;
8374                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8375         }
8376 out:
8377         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8378         /*
8379          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8380          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8381          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8382          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8383          * safe.
8384          *
8385          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8386          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8387          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8388          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8389          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8390          * extents beyond i_size to drop.
8391          */
8392         if (control.extents_found > 0)
8393                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8394
8395         return ret;
8396 }
8397
8398 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8399                                      struct inode *dir)
8400 {
8401         struct inode *inode;
8402
8403         inode = new_inode(dir->i_sb);
8404         if (inode) {
8405                 /*
8406                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8407                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8408                  */
8409                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8410                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8411                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8412                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8413         }
8414         return inode;
8415 }
8416
8417 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8418 {
8419         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8420         struct btrfs_inode *ei;
8421         struct inode *inode;
8422
8423         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8424         if (!ei)
8425                 return NULL;
8426
8427         ei->root = NULL;
8428         ei->generation = 0;
8429         ei->last_trans = 0;
8430         ei->last_sub_trans = 0;
8431         ei->logged_trans = 0;
8432         ei->delalloc_bytes = 0;
8433         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8434         ei->defrag_bytes = 0;
8435         ei->disk_i_size = 0;
8436         ei->flags = 0;
8437         ei->ro_flags = 0;
8438         ei->csum_bytes = 0;
8439         ei->index_cnt = (u64)-1;
8440         ei->dir_index = 0;
8441         ei->last_unlink_trans = 0;
8442         ei->last_reflink_trans = 0;
8443         ei->last_log_commit = 0;
8444
8445         spin_lock_init(&ei->lock);
8446         ei->outstanding_extents = 0;
8447         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8448                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8449                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8450         ei->runtime_flags = 0;
8451         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8452         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8453
8454         ei->delayed_node = NULL;
8455
8456         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8457         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8458
8459         inode = &ei->vfs_inode;
8460         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8461         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8462         ei->io_tree.inode = ei;
8463         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8464                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8465         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
8466         mutex_init(&ei->log_mutex);
8467         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8468         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8469         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8470         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8471         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8472
8473         return inode;
8474 }
8475
8476 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8477 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8478 {
8479         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8480         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8481 }
8482 #endif
8483
8484 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8485 {
8486         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8487 }
8488
8489 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8490 {
8491         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8492         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8493         struct btrfs_root *root = inode->root;
8494         bool freespace_inode;
8495
8496         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8497         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8498         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8499         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8500         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8501         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8502                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8503                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8504         }
8505         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8506         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8507
8508         /*
8509          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8510          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8511          * created.
8512          */
8513         if (!root)
8514                 return;
8515
8516         /*
8517          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8518          * map.
8519          */
8520         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8521
8522         while (1) {
8523                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8524                 if (!ordered)
8525                         break;
8526                 else {
8527                         btrfs_err(root->fs_info,
8528                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8529                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8530
8531                         if (!freespace_inode)
8532                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8533
8534                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8535                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8536                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8537                 }
8538         }
8539         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8540         inode_tree_del(inode);
8541         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8542         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8543         btrfs_put_root(inode->root);
8544 }
8545
8546 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8547 {
8548         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8549
8550         if (root == NULL)
8551                 return 1;
8552
8553         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8554         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8555                 return 1;
8556         else
8557                 return generic_drop_inode(inode);
8558 }
8559
8560 static void init_once(void *foo)
8561 {
8562         struct btrfs_inode *ei = foo;
8563
8564         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8565 }
8566
8567 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8568 {
8569         /*
8570          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8571          * destroy cache.
8572          */
8573         rcu_barrier();
8574         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8575         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8576 }
8577
8578 int __init btrfs_init_cachep(void)
8579 {
8580         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8581                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8582                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8583                         init_once);
8584         if (!btrfs_inode_cachep)
8585                 goto fail;
8586
8587         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8588                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8589                         BIOSET_NEED_BVECS))
8590                 goto fail;
8591
8592         return 0;
8593 fail:
8594         btrfs_destroy_cachep();
8595         return -ENOMEM;
8596 }
8597
8598 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8599                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8600                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8601 {
8602         u64 delalloc_bytes;
8603         u64 inode_bytes;
8604         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8605         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8606         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8607         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8608
8609         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8610         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
8611         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
8612         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8613                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8614         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8615                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8616         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8617                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8618         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8619                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8620         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8621                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8622
8623         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8624                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8625                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8626                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8627
8628         generic_fillattr(idmap, inode, stat);
8629         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8630
8631         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8632         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8633         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8634         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8635         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8636                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> 9;
8637         return 0;
8638 }
8639
8640 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8641                               struct dentry *old_dentry,
8642                               struct inode *new_dir,
8643                               struct dentry *new_dentry)
8644 {
8645         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8646         struct btrfs_trans_handle *trans;
8647         unsigned int trans_num_items;
8648         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8649         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8650         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8651         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8652         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
8653         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8654         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8655         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8656         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8657         u64 old_idx = 0;
8658         u64 new_idx = 0;
8659         int ret;
8660         int ret2;
8661         bool need_abort = false;
8662         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8663         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8664
8665         /*
8666          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8667          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8668          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8669          */
8670         if (root != dest &&
8671             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8672              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8673                 return -EXDEV;
8674
8675         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8676         if (ret)
8677                 return ret;
8678
8679         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8680         if (ret) {
8681                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8682                 return ret;
8683         }
8684
8685         old_name = &old_fname.disk_name;
8686         new_name = &new_fname.disk_name;
8687
8688         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8689         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8690             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8691                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8692
8693         /*
8694          * For each inode:
8695          * 1 to remove old dir item
8696          * 1 to remove old dir index
8697          * 1 to add new dir item
8698          * 1 to add new dir index
8699          * 1 to update parent inode
8700          *
8701          * If the parents are the same, we only need to account for one
8702          */
8703         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8704         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8705                 /*
8706                  * 1 to remove old root ref
8707                  * 1 to remove old root backref
8708                  * 1 to add new root ref
8709                  * 1 to add new root backref
8710                  */
8711                 trans_num_items += 4;
8712         } else {
8713                 /*
8714                  * 1 to update inode item
8715                  * 1 to remove old inode ref
8716                  * 1 to add new inode ref
8717                  */
8718                 trans_num_items += 3;
8719         }
8720         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8721                 trans_num_items += 4;
8722         else
8723                 trans_num_items += 3;
8724         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8725         if (IS_ERR(trans)) {
8726                 ret = PTR_ERR(trans);
8727                 goto out_notrans;
8728         }
8729
8730         if (dest != root) {
8731                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8732                 if (ret)
8733                         goto out_fail;
8734         }
8735
8736         /*
8737          * We need to find a free sequence number both in the source and
8738          * in the destination directory for the exchange.
8739          */
8740         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8741         if (ret)
8742                 goto out_fail;
8743         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8744         if (ret)
8745                 goto out_fail;
8746
8747         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8748         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8749
8750         /* Reference for the source. */
8751         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8752                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8753                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8754         } else {
8755                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8756                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8757                                              old_idx);
8758                 if (ret)
8759                         goto out_fail;
8760                 need_abort = true;
8761         }
8762
8763         /* And now for the dest. */
8764         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8765                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8766                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8767         } else {
8768                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8769                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8770                                              new_idx);
8771                 if (ret) {
8772                         if (need_abort)
8773                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8774                         goto out_fail;
8775                 }
8776         }
8777
8778         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8779         inode_inc_iversion(old_dir);
8780         inode_inc_iversion(new_dir);
8781         inode_inc_iversion(old_inode);
8782         inode_inc_iversion(new_inode);
8783         old_dir->i_mtime = ctime;
8784         old_dir->i_ctime = ctime;
8785         new_dir->i_mtime = ctime;
8786         new_dir->i_ctime = ctime;
8787         old_inode->i_ctime = ctime;
8788         new_inode->i_ctime = ctime;
8789
8790         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8791                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8792                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
8793                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8794                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
8795         }
8796
8797         /* src is a subvolume */
8798         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8799                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8800         } else { /* src is an inode */
8801                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8802                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8803                                            old_name, &old_rename_ctx);
8804                 if (!ret)
8805                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
8806         }
8807         if (ret) {
8808                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8809                 goto out_fail;
8810         }
8811
8812         /* dest is a subvolume */
8813         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8814                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8815         } else { /* dest is an inode */
8816                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8817                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8818                                            new_name, &new_rename_ctx);
8819                 if (!ret)
8820                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
8821         }
8822         if (ret) {
8823                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8824                 goto out_fail;
8825         }
8826
8827         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8828                              new_name, 0, old_idx);
8829         if (ret) {
8830                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8831                 goto out_fail;
8832         }
8833
8834         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8835                              old_name, 0, new_idx);
8836         if (ret) {
8837                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8838                 goto out_fail;
8839         }
8840
8841         if (old_inode->i_nlink == 1)
8842                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8843         if (new_inode->i_nlink == 1)
8844                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
8845
8846         /*
8847          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
8848          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
8849          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
8850          * are part of this rename operation were logged before.
8851          */
8852         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8853                 btrfs_pin_log_trans(root);
8854         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8855                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8856
8857         /* Do the log updates for all inodes. */
8858         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8859                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8860                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8861         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8862                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
8863                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
8864
8865         /* Now unpin the logs. */
8866         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8867                 btrfs_end_log_trans(root);
8868         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8869                 btrfs_end_log_trans(dest);
8870 out_fail:
8871         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8872         ret = ret ? ret : ret2;
8873 out_notrans:
8874         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8875             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8876                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8877
8878         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8879         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8880         return ret;
8881 }
8882
8883 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8884                                         struct inode *dir)
8885 {
8886         struct inode *inode;
8887
8888         inode = new_inode(dir->i_sb);
8889         if (inode) {
8890                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
8891                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
8892                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
8893                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
8894         }
8895         return inode;
8896 }
8897
8898 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
8899                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
8900                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
8901                         unsigned int flags)
8902 {
8903         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8904         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
8905                 .dir = old_dir,
8906                 .dentry = old_dentry,
8907         };
8908         struct btrfs_trans_handle *trans;
8909         unsigned int trans_num_items;
8910         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8911         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8912         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
8913         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
8914         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
8915         u64 index = 0;
8916         int ret;
8917         int ret2;
8918         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8919         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8920
8921         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
8922                 return -EPERM;
8923
8924         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
8925         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
8926                 return -EXDEV;
8927
8928         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
8929             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8930                 return -ENOTEMPTY;
8931
8932         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
8933             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
8934                 return -ENOTEMPTY;
8935
8936         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8937         if (ret)
8938                 return ret;
8939
8940         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8941         if (ret) {
8942                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8943                 return ret;
8944         }
8945
8946         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
8947         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
8948         if (ret) {
8949                 if (ret == -EEXIST) {
8950                         /* we shouldn't get
8951                          * eexist without a new_inode */
8952                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
8953                                 goto out_fscrypt_names;
8954                         }
8955                 } else {
8956                         /* maybe -EOVERFLOW */
8957                         goto out_fscrypt_names;
8958                 }
8959         }
8960         ret = 0;
8961
8962         /*
8963          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
8964          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
8965          */
8966         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
8967                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
8968
8969         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
8970                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
8971                 if (!whiteout_args.inode) {
8972                         ret = -ENOMEM;
8973                         goto out_fscrypt_names;
8974                 }
8975                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
8976                 if (ret)
8977                         goto out_whiteout_inode;
8978         } else {
8979                 /* 1 to update the old parent inode. */
8980                 trans_num_items = 1;
8981         }
8982
8983         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8984                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8985                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8986                 /*
8987                  * 1 to remove old root ref
8988                  * 1 to remove old root backref
8989                  * 1 to add new root ref
8990                  * 1 to add new root backref
8991                  */
8992                 trans_num_items += 4;
8993         } else {
8994                 /*
8995                  * 1 to update inode
8996                  * 1 to remove old inode ref
8997                  * 1 to add new inode ref
8998                  */
8999                 trans_num_items += 3;
9000         }
9001         /*
9002          * 1 to remove old dir item
9003          * 1 to remove old dir index
9004          * 1 to add new dir item
9005          * 1 to add new dir index
9006          */
9007         trans_num_items += 4;
9008         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9009         if (new_dir != old_dir)
9010                 trans_num_items++;
9011         if (new_inode) {
9012                 /*
9013                  * 1 to update inode
9014                  * 1 to remove inode ref
9015                  * 1 to remove dir item
9016                  * 1 to remove dir index
9017                  * 1 to possibly add orphan item
9018                  */
9019                 trans_num_items += 5;
9020         }
9021         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9022         if (IS_ERR(trans)) {
9023                 ret = PTR_ERR(trans);
9024                 goto out_notrans;
9025         }
9026
9027         if (dest != root) {
9028                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9029                 if (ret)
9030                         goto out_fail;
9031         }
9032
9033         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9034         if (ret)
9035                 goto out_fail;
9036
9037         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9038         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9039                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9040                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9041         } else {
9042                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9043                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9044                                              index);
9045                 if (ret)
9046                         goto out_fail;
9047         }
9048
9049         inode_inc_iversion(old_dir);
9050         inode_inc_iversion(new_dir);
9051         inode_inc_iversion(old_inode);
9052         old_dir->i_mtime = current_time(old_dir);
9053         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9054         new_dir->i_mtime = old_dir->i_mtime;
9055         new_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9056         old_inode->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9057
9058         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9059                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9060                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9061
9062         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9063                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9064         } else {
9065                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9066                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9067                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9068                 if (!ret)
9069                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9070         }
9071         if (ret) {
9072                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9073                 goto out_fail;
9074         }
9075
9076         if (new_inode) {
9077                 inode_inc_iversion(new_inode);
9078                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9079                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9080                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9081                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9082                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9083                 } else {
9084                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9085                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9086                                                  &new_fname.disk_name);
9087                 }
9088                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9089                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9090                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9091                 if (ret) {
9092                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9093                         goto out_fail;
9094                 }
9095         }
9096
9097         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9098                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9099         if (ret) {
9100                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9101                 goto out_fail;
9102         }
9103
9104         if (old_inode->i_nlink == 1)
9105                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9106
9107         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9108                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9109                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9110
9111         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9112                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9113                 if (ret) {
9114                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9115                         goto out_fail;
9116                 } else {
9117                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9118                         iput(whiteout_args.inode);
9119                         whiteout_args.inode = NULL;
9120                 }
9121         }
9122 out_fail:
9123         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9124         ret = ret ? ret : ret2;
9125 out_notrans:
9126         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9127                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9128         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9129                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9130 out_whiteout_inode:
9131         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9132                 iput(whiteout_args.inode);
9133 out_fscrypt_names:
9134         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9135         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9136         return ret;
9137 }
9138
9139 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9140                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9141                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9142 {
9143         int ret;
9144
9145         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9146                 return -EINVAL;
9147
9148         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9149                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9150                                             new_dentry);
9151         else
9152                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9153                                    new_dentry, flags);
9154
9155         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9156
9157         return ret;
9158 }
9159
9160 struct btrfs_delalloc_work {
9161         struct inode *inode;
9162         struct completion completion;
9163         struct list_head list;
9164         struct btrfs_work work;
9165 };
9166
9167 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9168 {
9169         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9170         struct inode *inode;
9171
9172         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9173                                      work);
9174         inode = delalloc_work->inode;
9175         filemap_flush(inode->i_mapping);
9176         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9177                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9178                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9179
9180         iput(inode);
9181         complete(&delalloc_work->completion);
9182 }
9183
9184 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9185 {
9186         struct btrfs_delalloc_work *work;
9187
9188         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9189         if (!work)
9190                 return NULL;
9191
9192         init_completion(&work->completion);
9193         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9194         work->inode = inode;
9195         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9196
9197         return work;
9198 }
9199
9200 /*
9201  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9202  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9203  */
9204 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9205                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9206                                  bool in_reclaim_context)
9207 {
9208         struct btrfs_inode *binode;
9209         struct inode *inode;
9210         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9211         struct list_head works;
9212         struct list_head splice;
9213         int ret = 0;
9214         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9215
9216         INIT_LIST_HEAD(&works);
9217         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9218
9219         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9220         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9221         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9222         while (!list_empty(&splice)) {
9223                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9224                                     delalloc_inodes);
9225
9226                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9227                                &root->delalloc_inodes);
9228
9229                 if (in_reclaim_context &&
9230                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9231                         continue;
9232
9233                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9234                 if (!inode) {
9235                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9236                         continue;
9237                 }
9238                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9239
9240                 if (snapshot)
9241                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9242                                 &binode->runtime_flags);
9243                 if (full_flush) {
9244                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9245                         if (!work) {
9246                                 iput(inode);
9247                                 ret = -ENOMEM;
9248                                 goto out;
9249                         }
9250                         list_add_tail(&work->list, &works);
9251                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9252                                          &work->work);
9253                 } else {
9254                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9255                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9256                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9257                                 goto out;
9258                 }
9259                 cond_resched();
9260                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9261         }
9262         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9263
9264 out:
9265         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9266                 list_del_init(&work->list);
9267                 wait_for_completion(&work->completion);
9268                 kfree(work);
9269         }
9270
9271         if (!list_empty(&splice)) {
9272                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9273                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9274                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9275         }
9276         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9277         return ret;
9278 }
9279
9280 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9281 {
9282         struct writeback_control wbc = {
9283                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9284                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9285                 .range_start = 0,
9286                 .range_end = LLONG_MAX,
9287         };
9288         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9289
9290         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9291                 return -EROFS;
9292
9293         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9294 }
9295
9296 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9297                                bool in_reclaim_context)
9298 {
9299         struct writeback_control wbc = {
9300                 .nr_to_write = nr,
9301                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9302                 .range_start = 0,
9303                 .range_end = LLONG_MAX,
9304         };
9305         struct btrfs_root *root;
9306         struct list_head splice;
9307         int ret;
9308
9309         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9310                 return -EROFS;
9311
9312         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9313
9314         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9315         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9316         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9317         while (!list_empty(&splice)) {
9318                 /*
9319                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9320                  * flush.
9321                  */
9322                 if (nr == LONG_MAX)
9323                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9324
9325                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9326                                         delalloc_root);
9327                 root = btrfs_grab_root(root);
9328                 BUG_ON(!root);
9329                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9330                                &fs_info->delalloc_roots);
9331                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9332
9333                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9334                 btrfs_put_root(root);
9335                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9336                         goto out;
9337                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9338         }
9339         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9340
9341         ret = 0;
9342 out:
9343         if (!list_empty(&splice)) {
9344                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9345                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9346                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9347         }
9348         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9349         return ret;
9350 }
9351
9352 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9353                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9354 {
9355         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9356         struct btrfs_trans_handle *trans;
9357         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9358         struct btrfs_path *path;
9359         struct btrfs_key key;
9360         struct inode *inode;
9361         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9362                 .dir = dir,
9363                 .dentry = dentry,
9364         };
9365         unsigned int trans_num_items;
9366         int err;
9367         int name_len;
9368         int datasize;
9369         unsigned long ptr;
9370         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9371         struct extent_buffer *leaf;
9372
9373         name_len = strlen(symname);
9374         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9375                 return -ENAMETOOLONG;
9376
9377         inode = new_inode(dir->i_sb);
9378         if (!inode)
9379                 return -ENOMEM;
9380         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9381         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9382         inode_nohighmem(inode);
9383         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9384         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9385         inode_set_bytes(inode, name_len);
9386
9387         new_inode_args.inode = inode;
9388         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9389         if (err)
9390                 goto out_inode;
9391         /* 1 additional item for the inline extent */
9392         trans_num_items++;
9393
9394         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9395         if (IS_ERR(trans)) {
9396                 err = PTR_ERR(trans);
9397                 goto out_new_inode_args;
9398         }
9399
9400         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9401         if (err)
9402                 goto out;
9403
9404         path = btrfs_alloc_path();
9405         if (!path) {
9406                 err = -ENOMEM;
9407                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9408                 discard_new_inode(inode);
9409                 inode = NULL;
9410                 goto out;
9411         }
9412         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9413         key.offset = 0;
9414         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9415         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9416         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9417                                       datasize);
9418         if (err) {
9419                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9420                 btrfs_free_path(path);
9421                 discard_new_inode(inode);
9422                 inode = NULL;
9423                 goto out;
9424         }
9425         leaf = path->nodes[0];
9426         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9427                             struct btrfs_file_extent_item);
9428         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9429         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9430                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9431         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9432         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9433         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9434         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9435
9436         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9437         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9438         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9439         btrfs_free_path(path);
9440
9441         d_instantiate_new(dentry, inode);
9442         err = 0;
9443 out:
9444         btrfs_end_transaction(trans);
9445         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9446 out_new_inode_args:
9447         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9448 out_inode:
9449         if (err)
9450                 iput(inode);
9451         return err;
9452 }
9453
9454 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9455                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9456                                        struct btrfs_inode *inode,
9457                                        struct btrfs_key *ins,
9458                                        u64 file_offset)
9459 {
9460         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9461         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9462         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9463         struct btrfs_path *path;
9464         u64 start = ins->objectid;
9465         u64 len = ins->offset;
9466         int qgroup_released;
9467         int ret;
9468
9469         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9470
9471         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9472         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9473         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9474         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9475         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9476         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9477         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9478
9479         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9480         if (qgroup_released < 0)
9481                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9482
9483         if (trans) {
9484                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9485                                                   file_offset, &stack_fi,
9486                                                   true, qgroup_released);
9487                 if (ret)
9488                         goto free_qgroup;
9489                 return trans;
9490         }
9491
9492         extent_info.disk_offset = start;
9493         extent_info.disk_len = len;
9494         extent_info.data_offset = 0;
9495         extent_info.data_len = len;
9496         extent_info.file_offset = file_offset;
9497         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9498         extent_info.is_new_extent = true;
9499         extent_info.update_times = true;
9500         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9501         extent_info.insertions = 0;
9502
9503         path = btrfs_alloc_path();
9504         if (!path) {
9505                 ret = -ENOMEM;
9506                 goto free_qgroup;
9507         }
9508
9509         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9510                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9511                                      &trans);
9512         btrfs_free_path(path);
9513         if (ret)
9514                 goto free_qgroup;
9515         return trans;
9516
9517 free_qgroup:
9518         /*
9519          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9520          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9521          * transaction.
9522          * But if we error out early, we have to free what we have released
9523          * or we leak qgroup data reservation.
9524          */
9525         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9526                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9527                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9528         return ERR_PTR(ret);
9529 }
9530
9531 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9532                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9533                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9534                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9535 {
9536         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9537         struct extent_map *em;
9538         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9539         struct btrfs_key ins;
9540         u64 cur_offset = start;
9541         u64 clear_offset = start;
9542         u64 i_size;
9543         u64 cur_bytes;
9544         u64 last_alloc = (u64)-1;
9545         int ret = 0;
9546         bool own_trans = true;
9547         u64 end = start + num_bytes - 1;
9548
9549         if (trans)
9550                 own_trans = false;
9551         while (num_bytes > 0) {
9552                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9553                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9554                 /*
9555                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9556                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9557                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9558                  * sized chunks.
9559                  */
9560                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9561                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9562                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9563                 if (ret)
9564                         break;
9565
9566                 /*
9567                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9568                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9569                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9570                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9571                  * clear_offset by our extent size.
9572                  */
9573                 clear_offset += ins.offset;
9574
9575                 last_alloc = ins.offset;
9576                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9577                                                     &ins, cur_offset);
9578                 /*
9579                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9580                  * decrement the number of reservations in the block group.
9581                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9582                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9583                  */
9584                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9585                 if (IS_ERR(trans)) {
9586                         ret = PTR_ERR(trans);
9587                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9588                                                    ins.offset, 0);
9589                         break;
9590                 }
9591
9592                 em = alloc_extent_map();
9593                 if (!em) {
9594                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9595                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9596                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9597                         goto next;
9598                 }
9599
9600                 em->start = cur_offset;
9601                 em->orig_start = cur_offset;
9602                 em->len = ins.offset;
9603                 em->block_start = ins.objectid;
9604                 em->block_len = ins.offset;
9605                 em->orig_block_len = ins.offset;
9606                 em->ram_bytes = ins.offset;
9607                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9608                 em->generation = trans->transid;
9609
9610                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9611                 free_extent_map(em);
9612 next:
9613                 num_bytes -= ins.offset;
9614                 cur_offset += ins.offset;
9615                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9616
9617                 inode_inc_iversion(inode);
9618                 inode->i_ctime = current_time(inode);
9619                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9620                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9621                     (actual_len > inode->i_size) &&
9622                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9623                         if (cur_offset > actual_len)
9624                                 i_size = actual_len;
9625                         else
9626                                 i_size = cur_offset;
9627                         i_size_write(inode, i_size);
9628                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9629                 }
9630
9631                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
9632
9633                 if (ret) {
9634                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9635                         if (own_trans)
9636                                 btrfs_end_transaction(trans);
9637                         break;
9638                 }
9639
9640                 if (own_trans) {
9641                         btrfs_end_transaction(trans);
9642                         trans = NULL;
9643                 }
9644         }
9645         if (clear_offset < end)
9646                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9647                         end - clear_offset + 1);
9648         return ret;
9649 }
9650
9651 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9652                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9653                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9654 {
9655         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9656                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9657                                            NULL);
9658 }
9659
9660 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9661                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9662                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9663                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9664 {
9665         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9666                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9667 }
9668
9669 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9670                             struct inode *inode, int mask)
9671 {
9672         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9673         umode_t mode = inode->i_mode;
9674
9675         if (mask & MAY_WRITE &&
9676             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9677                 if (btrfs_root_readonly(root))
9678                         return -EROFS;
9679                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9680                         return -EACCES;
9681         }
9682         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9683 }
9684
9685 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9686                          struct file *file, umode_t mode)
9687 {
9688         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9689         struct btrfs_trans_handle *trans;
9690         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9691         struct inode *inode;
9692         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9693                 .dir = dir,
9694                 .dentry = file->f_path.dentry,
9695                 .orphan = true,
9696         };
9697         unsigned int trans_num_items;
9698         int ret;
9699
9700         inode = new_inode(dir->i_sb);
9701         if (!inode)
9702                 return -ENOMEM;
9703         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9704         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9705         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9706         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9707
9708         new_inode_args.inode = inode;
9709         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9710         if (ret)
9711                 goto out_inode;
9712
9713         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9714         if (IS_ERR(trans)) {
9715                 ret = PTR_ERR(trans);
9716                 goto out_new_inode_args;
9717         }
9718
9719         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9720
9721         /*
9722          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9723          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9724          * 0, through:
9725          *
9726          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9727          */
9728         set_nlink(inode, 1);
9729
9730         if (!ret) {
9731                 d_tmpfile(file, inode);
9732                 unlock_new_inode(inode);
9733                 mark_inode_dirty(inode);
9734         }
9735
9736         btrfs_end_transaction(trans);
9737         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9738 out_new_inode_args:
9739         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9740 out_inode:
9741         if (ret)
9742                 iput(inode);
9743         return finish_open_simple(file, ret);
9744 }
9745
9746 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9747 {
9748         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9749         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9750         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9751         struct page *page;
9752         u32 len;
9753
9754         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9755         len = end + 1 - start;
9756         while (index <= end_index) {
9757                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9758                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9759
9760                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
9761                 put_page(page);
9762                 index++;
9763         }
9764 }
9765
9766 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9767                                              int compress_type)
9768 {
9769         switch (compress_type) {
9770         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9771                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9772         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9773                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9774         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9775                 /*
9776                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9777                  * sector size that we support.
9778                  */
9779                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9780                         return -EINVAL;
9781                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9782                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9783         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9784                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9785         default:
9786                 return -EUCLEAN;
9787         }
9788 }
9789
9790 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9791                                 struct kiocb *iocb,
9792                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9793                                 u64 lockend,
9794                                 struct extent_state **cached_state,
9795                                 u64 extent_start, size_t count,
9796                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9797                                 bool *unlocked)
9798 {
9799         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9800         struct btrfs_root *root = inode->root;
9801         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9802         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9803         struct btrfs_path *path;
9804         struct extent_buffer *leaf;
9805         struct btrfs_file_extent_item *item;
9806         u64 ram_bytes;
9807         unsigned long ptr;
9808         void *tmp;
9809         ssize_t ret;
9810
9811         path = btrfs_alloc_path();
9812         if (!path) {
9813                 ret = -ENOMEM;
9814                 goto out;
9815         }
9816         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9817                                        extent_start, 0);
9818         if (ret) {
9819                 if (ret > 0) {
9820                         /* The extent item disappeared? */
9821                         ret = -EIO;
9822                 }
9823                 goto out;
9824         }
9825         leaf = path->nodes[0];
9826         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9827
9828         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9829         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9830
9831         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9832                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9833         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9834                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9835         if (ret < 0)
9836                 goto out;
9837         encoded->compression = ret;
9838         if (encoded->compression) {
9839                 size_t inline_size;
9840
9841                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9842                                                                 path->slots[0]);
9843                 if (inline_size > count) {
9844                         ret = -ENOBUFS;
9845                         goto out;
9846                 }
9847                 count = inline_size;
9848                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9849                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9850         } else {
9851                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9852                 encoded->len = count;
9853                 encoded->unencoded_len = count;
9854                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
9855         }
9856
9857         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
9858         if (!tmp) {
9859                 ret = -ENOMEM;
9860                 goto out;
9861         }
9862         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
9863         btrfs_release_path(path);
9864         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9865         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9866         *unlocked = true;
9867
9868         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
9869         if (ret != count)
9870                 ret = -EFAULT;
9871         kfree(tmp);
9872 out:
9873         btrfs_free_path(path);
9874         return ret;
9875 }
9876
9877 struct btrfs_encoded_read_private {
9878         wait_queue_head_t wait;
9879         atomic_t pending;
9880         blk_status_t status;
9881 };
9882
9883 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
9884 {
9885         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
9886
9887         if (bbio->bio.bi_status) {
9888                 /*
9889                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
9890                  * pairs with the memory barrier implied by the
9891                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
9892                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
9893                  * write is observed before the load of status in
9894                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
9895                  */
9896                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
9897         }
9898         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
9899                 wake_up(&priv->wait);
9900         bio_put(&bbio->bio);
9901 }
9902
9903 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
9904                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
9905                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
9906 {
9907         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9908         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
9909                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
9910         };
9911         unsigned long i = 0;
9912         struct btrfs_bio *bbio;
9913
9914         init_waitqueue_head(&priv.wait);
9915
9916         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9917                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9918         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9919         bbio->inode = inode;
9920
9921         do {
9922                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
9923
9924                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
9925                         atomic_inc(&priv.pending);
9926                         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9927
9928                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9929                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9930                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9931                         bbio->inode = inode;
9932                         continue;
9933                 }
9934
9935                 i++;
9936                 disk_bytenr += bytes;
9937                 disk_io_size -= bytes;
9938         } while (disk_io_size);
9939
9940         atomic_inc(&priv.pending);
9941         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9942
9943         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
9944                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
9945         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
9946         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
9947 }
9948
9949 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
9950                                           struct iov_iter *iter,
9951                                           u64 start, u64 lockend,
9952                                           struct extent_state **cached_state,
9953                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
9954                                           size_t count, bool compressed,
9955                                           bool *unlocked)
9956 {
9957         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9958         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9959         struct page **pages;
9960         unsigned long nr_pages, i;
9961         u64 cur;
9962         size_t page_offset;
9963         ssize_t ret;
9964
9965         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
9966         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
9967         if (!pages)
9968                 return -ENOMEM;
9969         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
9970         if (ret) {
9971                 ret = -ENOMEM;
9972                 goto out;
9973                 }
9974
9975         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
9976                                                     disk_io_size, pages);
9977         if (ret)
9978                 goto out;
9979
9980         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9981         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9982         *unlocked = true;
9983
9984         if (compressed) {
9985                 i = 0;
9986                 page_offset = 0;
9987         } else {
9988                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
9989                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
9990         }
9991         cur = 0;
9992         while (cur < count) {
9993                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
9994                                      PAGE_SIZE - page_offset);
9995
9996                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
9997                                       iter) != bytes) {
9998                         ret = -EFAULT;
9999                         goto out;
10000                 }
10001                 i++;
10002                 cur += bytes;
10003                 page_offset = 0;
10004         }
10005         ret = count;
10006 out:
10007         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10008                 if (pages[i])
10009                         __free_page(pages[i]);
10010         }
10011         kfree(pages);
10012         return ret;
10013 }
10014
10015 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10016                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10017 {
10018         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10019         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10020         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10021         ssize_t ret;
10022         size_t count = iov_iter_count(iter);
10023         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10024         struct extent_state *cached_state = NULL;
10025         struct extent_map *em;
10026         bool unlocked = false;
10027
10028         file_accessed(iocb->ki_filp);
10029
10030         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10031
10032         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10033                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10034                 return 0;
10035         }
10036         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10037         /*
10038          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10039          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10040          */
10041         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10042
10043         for (;;) {
10044                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10045
10046                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10047                                                lockend - start + 1);
10048                 if (ret)
10049                         goto out_unlock_inode;
10050                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10051                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10052                                                      lockend - start + 1);
10053                 if (!ordered)
10054                         break;
10055                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10056                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10057                 cond_resched();
10058         }
10059
10060         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10061         if (IS_ERR(em)) {
10062                 ret = PTR_ERR(em);
10063                 goto out_unlock_extent;
10064         }
10065
10066         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10067                 u64 extent_start = em->start;
10068
10069                 /*
10070                  * For inline extents we get everything we need out of the
10071                  * extent item.
10072                  */
10073                 free_extent_map(em);
10074                 em = NULL;
10075                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10076                                                 &cached_state, extent_start,
10077                                                 count, encoded, &unlocked);
10078                 goto out;
10079         }
10080
10081         /*
10082          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10083          * that.
10084          */
10085         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10086                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10087         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10088             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10089                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10090                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10091                 encoded->len = count;
10092                 encoded->unencoded_len = count;
10093         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10094                 disk_bytenr = em->block_start;
10095                 /*
10096                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10097                  * compressed extent.
10098                  */
10099                 if (em->block_len > count) {
10100                         ret = -ENOBUFS;
10101                         goto out_em;
10102                 }
10103                 disk_io_size = em->block_len;
10104                 count = em->block_len;
10105                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10106                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10107                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10108                                                              em->compress_type);
10109                 if (ret < 0)
10110                         goto out_em;
10111                 encoded->compression = ret;
10112         } else {
10113                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10114                 if (encoded->len > count)
10115                         encoded->len = count;
10116                 /*
10117                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10118                  * allocations that we'll do.
10119                  */
10120                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10121                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10122                 encoded->len = count;
10123                 encoded->unencoded_len = count;
10124                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10125         }
10126         free_extent_map(em);
10127         em = NULL;
10128
10129         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10130                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10131                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10132                 unlocked = true;
10133                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10134                 if (ret != count)
10135                         ret = -EFAULT;
10136         } else {
10137                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10138                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10139                                                  disk_io_size, count,
10140                                                  encoded->compression,
10141                                                  &unlocked);
10142         }
10143
10144 out:
10145         if (ret >= 0)
10146                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10147 out_em:
10148         free_extent_map(em);
10149 out_unlock_extent:
10150         if (!unlocked)
10151                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10152 out_unlock_inode:
10153         if (!unlocked)
10154                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10155         return ret;
10156 }
10157
10158 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10159                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10160 {
10161         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10162         struct btrfs_root *root = inode->root;
10163         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10164         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10165         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10166         struct extent_state *cached_state = NULL;
10167         int compression;
10168         size_t orig_count;
10169         u64 start, end;
10170         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10171         unsigned long nr_pages, i;
10172         struct page **pages;
10173         struct btrfs_key ins;
10174         bool extent_reserved = false;
10175         struct extent_map *em;
10176         ssize_t ret;
10177
10178         switch (encoded->compression) {
10179         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10180                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10181                 break;
10182         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10183                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10184                 break;
10185         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10186         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10187         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10188         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10189         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10190                 /* The sector size must match for LZO. */
10191                 if (encoded->compression -
10192                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10193                     fs_info->sectorsize_bits)
10194                         return -EINVAL;
10195                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10196                 break;
10197         default:
10198                 return -EINVAL;
10199         }
10200         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10201                 return -EINVAL;
10202
10203         orig_count = iov_iter_count(from);
10204
10205         /* The extent size must be sane. */
10206         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10207             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10208                 return -EINVAL;
10209
10210         /*
10211          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10212          *
10213          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10214          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10215          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10216          * extents.
10217          *
10218          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10219          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10220          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10221          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10222          */
10223         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10224                 return -EINVAL;
10225
10226         /* The extent must start on a sector boundary. */
10227         start = iocb->ki_pos;
10228         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10229                 return -EINVAL;
10230
10231         /*
10232          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10233          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10234          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10235          */
10236         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10237             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10238                 return -EINVAL;
10239
10240         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10241         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10242                 return -EINVAL;
10243
10244         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10245         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10246         end = start + num_bytes - 1;
10247
10248         /*
10249          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10250          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10251          * isn't.
10252          */
10253         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10254         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10255         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10256         if (!pages)
10257                 return -ENOMEM;
10258         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10259                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10260                 char *kaddr;
10261
10262                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10263                 if (!pages[i]) {
10264                         ret = -ENOMEM;
10265                         goto out_pages;
10266                 }
10267                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10268                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10269                         kunmap_local(kaddr);
10270                         ret = -EFAULT;
10271                         goto out_pages;
10272                 }
10273                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10274                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10275                 kunmap_local(kaddr);
10276         }
10277
10278         for (;;) {
10279                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10280
10281                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10282                 if (ret)
10283                         goto out_pages;
10284                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10285                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10286                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10287                 if (ret)
10288                         goto out_pages;
10289                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10290                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10291                 if (!ordered &&
10292                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10293                         break;
10294                 if (ordered)
10295                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10296                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10297                 cond_resched();
10298         }
10299
10300         /*
10301          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10302          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10303          */
10304         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10305         if (ret)
10306                 goto out_unlock;
10307         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10308         if (ret)
10309                 goto out_free_data_space;
10310         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10311                                               false);
10312         if (ret)
10313                 goto out_qgroup_free_data;
10314
10315         /* Try an inline extent first. */
10316         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10317             encoded->unencoded_offset == 0) {
10318                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10319                                             compression, pages, true);
10320                 if (ret <= 0) {
10321                         if (ret == 0)
10322                                 ret = orig_count;
10323                         goto out_delalloc_release;
10324                 }
10325         }
10326
10327         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10328                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10329         if (ret)
10330                 goto out_delalloc_release;
10331         extent_reserved = true;
10332
10333         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10334                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10335                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10336                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10337         if (IS_ERR(em)) {
10338                 ret = PTR_ERR(em);
10339                 goto out_free_reserved;
10340         }
10341         free_extent_map(em);
10342
10343         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10344                                        ins.objectid, ins.offset,
10345                                        encoded->unencoded_offset,
10346                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10347                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10348                                        compression);
10349         if (ret) {
10350                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10351                 goto out_free_reserved;
10352         }
10353         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10354
10355         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10356                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10357
10358         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10359
10360         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10361
10362         btrfs_submit_compressed_write(inode, start, num_bytes, ins.objectid,
10363                                           ins.offset, pages, nr_pages, 0, false);
10364         ret = orig_count;
10365         goto out;
10366
10367 out_free_reserved:
10368         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10369         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10370 out_delalloc_release:
10371         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10372         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10373 out_qgroup_free_data:
10374         if (ret < 0)
10375                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10376 out_free_data_space:
10377         /*
10378          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10379          * bytes_may_use.
10380          */
10381         if (!extent_reserved)
10382                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10383 out_unlock:
10384         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10385 out_pages:
10386         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10387                 if (pages[i])
10388                         __free_page(pages[i]);
10389         }
10390         kvfree(pages);
10391 out:
10392         if (ret >= 0)
10393                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10394         return ret;
10395 }
10396
10397 #ifdef CONFIG_SWAP
10398 /*
10399  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10400  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10401  * negative errno on failure.
10402  */
10403 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10404                                   bool is_block_group)
10405 {
10406         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10407         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10408         struct rb_node **p;
10409         struct rb_node *parent = NULL;
10410
10411         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10412         if (!sp)
10413                 return -ENOMEM;
10414         sp->ptr = ptr;
10415         sp->inode = inode;
10416         sp->is_block_group = is_block_group;
10417         sp->bg_extent_count = 1;
10418
10419         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10420         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10421         while (*p) {
10422                 parent = *p;
10423                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10424                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10425                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10426                         p = &(*p)->rb_left;
10427                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10428                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10429                         p = &(*p)->rb_right;
10430                 } else {
10431                         if (is_block_group)
10432                                 entry->bg_extent_count++;
10433                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10434                         kfree(sp);
10435                         return 1;
10436                 }
10437         }
10438         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10439         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10440         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10441         return 0;
10442 }
10443
10444 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10445 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10446 {
10447         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10448         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10449         struct rb_node *node, *next;
10450
10451         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10452         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10453         while (node) {
10454                 next = rb_next(node);
10455                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10456                 if (sp->inode == inode) {
10457                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10458                         if (sp->is_block_group) {
10459                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10460                                                            sp->bg_extent_count);
10461                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10462                         }
10463                         kfree(sp);
10464                 }
10465                 node = next;
10466         }
10467         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10468 }
10469
10470 struct btrfs_swap_info {
10471         u64 start;
10472         u64 block_start;
10473         u64 block_len;
10474         u64 lowest_ppage;
10475         u64 highest_ppage;
10476         unsigned long nr_pages;
10477         int nr_extents;
10478 };
10479
10480 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10481                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10482 {
10483         unsigned long nr_pages;
10484         unsigned long max_pages;
10485         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10486         int ret;
10487
10488         /*
10489          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10490          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10491          * the max size set in the swap header.
10492          */
10493         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10494                 return 0;
10495
10496         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10497         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10498         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10499
10500         if (first_ppage >= next_ppage)
10501                 return 0;
10502         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10503         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10504
10505         first_ppage_reported = first_ppage;
10506         if (bsi->start == 0)
10507                 first_ppage_reported++;
10508         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10509                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10510         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10511                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10512
10513         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10514         if (ret < 0)
10515                 return ret;
10516         bsi->nr_extents += ret;
10517         bsi->nr_pages += nr_pages;
10518         return 0;
10519 }
10520
10521 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10522 {
10523         struct inode *inode = file_inode(file);
10524
10525         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10526         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10527 }
10528
10529 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10530                                sector_t *span)
10531 {
10532         struct inode *inode = file_inode(file);
10533         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10534         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10535         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10536         struct extent_state *cached_state = NULL;
10537         struct extent_map *em = NULL;
10538         struct btrfs_device *device = NULL;
10539         struct btrfs_swap_info bsi = {
10540                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10541         };
10542         int ret = 0;
10543         u64 isize;
10544         u64 start;
10545
10546         /*
10547          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10548          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10549          * we don't really care.
10550          */
10551         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10552         if (ret)
10553                 return ret;
10554
10555         /*
10556          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10557          */
10558         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10559                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10560                 return -EINVAL;
10561         }
10562         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10563                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10564                 return -EINVAL;
10565         }
10566         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10567                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10568                 return -EINVAL;
10569         }
10570
10571         /*
10572          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10573          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10574          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10575          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10576          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10577          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10578          * really worth the trouble to allow it.
10579          */
10580         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10581                 btrfs_warn(fs_info,
10582            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10583                 return -EBUSY;
10584         }
10585
10586         /*
10587          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10588          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10589          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10590          * completes before the first write into the swap file after it is
10591          * activated, than that write would fallback to COW.
10592          */
10593         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10594                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10595                 btrfs_warn(fs_info,
10596            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10597                 return -EINVAL;
10598         }
10599         /*
10600          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10601          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10602          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10603          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10604          *
10605          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10606          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10607          * activating the swapfile.
10608          */
10609         spin_lock(&root->root_item_lock);
10610         if (btrfs_root_dead(root)) {
10611                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10612
10613                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10614                 btrfs_warn(fs_info,
10615                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10616                         root->root_key.objectid);
10617                 return -EPERM;
10618         }
10619         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10620         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10621
10622         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10623
10624         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10625         start = 0;
10626         while (start < isize) {
10627                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10628                 struct btrfs_block_group *bg;
10629                 u64 len = isize - start;
10630
10631                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10632                 if (IS_ERR(em)) {
10633                         ret = PTR_ERR(em);
10634                         goto out;
10635                 }
10636
10637                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10638                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10639                         ret = -EINVAL;
10640                         goto out;
10641                 }
10642                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10643                         /*
10644                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10645                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10646                          * big enough to store more than the swap header, but in
10647                          * case something changes in the future, let's catch it
10648                          * here rather than later.
10649                          */
10650                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10651                         ret = -EINVAL;
10652                         goto out;
10653                 }
10654                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10655                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10656                         ret = -EINVAL;
10657                         goto out;
10658                 }
10659
10660                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10661                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10662                 free_extent_map(em);
10663                 em = NULL;
10664
10665                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10666                 if (ret < 0) {
10667                         goto out;
10668                 } else if (ret) {
10669                         ret = 0;
10670                 } else {
10671                         btrfs_warn(fs_info,
10672                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10673                         ret = -EINVAL;
10674                         goto out;
10675                 }
10676
10677                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10678                 if (IS_ERR(em)) {
10679                         ret = PTR_ERR(em);
10680                         goto out;
10681                 }
10682
10683                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10684                         btrfs_warn(fs_info,
10685                                    "swapfile must have single data profile");
10686                         ret = -EINVAL;
10687                         goto out;
10688                 }
10689
10690                 if (device == NULL) {
10691                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
10692                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10693                         if (ret == 1)
10694                                 ret = 0;
10695                         else if (ret)
10696                                 goto out;
10697                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
10698                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10699                         ret = -EINVAL;
10700                         goto out;
10701                 }
10702
10703                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
10704                                         (logical_block_start - em->start));
10705                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
10706                 free_extent_map(em);
10707                 em = NULL;
10708
10709                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10710                 if (!bg) {
10711                         btrfs_warn(fs_info,
10712                            "could not find block group containing swapfile");
10713                         ret = -EINVAL;
10714                         goto out;
10715                 }
10716
10717                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10718                         btrfs_warn(fs_info,
10719                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10720                            bg->start,
10721                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10722                                        " (scrub running)" : "");
10723                         btrfs_put_block_group(bg);
10724                         ret = -EINVAL;
10725                         goto out;
10726                 }
10727
10728                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10729                 if (ret) {
10730                         btrfs_put_block_group(bg);
10731                         if (ret == 1)
10732                                 ret = 0;
10733                         else
10734                                 goto out;
10735                 }
10736
10737                 if (bsi.block_len &&
10738                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10739                         bsi.block_len += len;
10740                 } else {
10741                         if (bsi.block_len) {
10742                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10743                                 if (ret)
10744                                         goto out;
10745                         }
10746                         bsi.start = start;
10747                         bsi.block_start = physical_block_start;
10748                         bsi.block_len = len;
10749                 }
10750
10751                 start += len;
10752         }
10753
10754         if (bsi.block_len)
10755                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10756
10757 out:
10758         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10759                 free_extent_map(em);
10760
10761         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10762
10763         if (ret)
10764                 btrfs_swap_deactivate(file);
10765
10766         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10767
10768         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10769
10770         if (ret)
10771                 return ret;
10772
10773         if (device)
10774                 sis->bdev = device->bdev;
10775         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10776         sis->max = bsi.nr_pages;
10777         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10778         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10779         return bsi.nr_extents;
10780 }
10781 #else
10782 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10783 {
10784 }
10785
10786 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10787                                sector_t *span)
10788 {
10789         return -EOPNOTSUPP;
10790 }
10791 #endif
10792
10793 /*
10794  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10795  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10796  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10797  * always get a correct value.
10798  */
10799 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10800                               const u64 add_bytes,
10801                               const u64 del_bytes)
10802 {
10803         if (add_bytes == del_bytes)
10804                 return;
10805
10806         spin_lock(&inode->lock);
10807         if (del_bytes > 0)
10808                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10809         if (add_bytes > 0)
10810                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10811         spin_unlock(&inode->lock);
10812 }
10813
10814 /*
10815  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10816  *
10817  * @inode:   The target inode.
10818  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10819  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10820  *           sector size aligned.
10821  *
10822  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10823  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10824  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10825  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10826  * the inode's io_tree.
10827  */
10828 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10829 {
10830         struct btrfs_root *root = inode->root;
10831         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10832
10833         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10834                 return;
10835
10836         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10837         if (ordered) {
10838                 btrfs_err(root->fs_info,
10839 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10840                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
10841                           ordered->file_offset,
10842                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
10843                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10844         }
10845
10846         ASSERT(ordered == NULL);
10847 }
10848
10849 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10850         .getattr        = btrfs_getattr,
10851         .lookup         = btrfs_lookup,
10852         .create         = btrfs_create,
10853         .unlink         = btrfs_unlink,
10854         .link           = btrfs_link,
10855         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10856         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10857         .rename         = btrfs_rename2,
10858         .symlink        = btrfs_symlink,
10859         .setattr        = btrfs_setattr,
10860         .mknod          = btrfs_mknod,
10861         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10862         .permission     = btrfs_permission,
10863         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10864         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10865         .update_time    = btrfs_update_time,
10866         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10867         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10868         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10869 };
10870
10871 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10872         .llseek         = generic_file_llseek,
10873         .read           = generic_read_dir,
10874         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10875         .open           = btrfs_opendir,
10876         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10877 #ifdef CONFIG_COMPAT
10878         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10879 #endif
10880         .release        = btrfs_release_file,
10881         .fsync          = btrfs_sync_file,
10882 };
10883
10884 /*
10885  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10886  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10887  * these extents won't change over the life of the file and they
10888  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10889  *
10890  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10891  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10892  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10893  *
10894  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10895  */
10896 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10897         .read_folio     = btrfs_read_folio,
10898         .writepages     = btrfs_writepages,
10899         .readahead      = btrfs_readahead,
10900         .direct_IO      = noop_direct_IO,
10901         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
10902         .release_folio  = btrfs_release_folio,
10903         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
10904         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
10905         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
10906         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10907         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10908 };
10909
10910 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10911         .getattr        = btrfs_getattr,
10912         .setattr        = btrfs_setattr,
10913         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10914         .permission     = btrfs_permission,
10915         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10916         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10917         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10918         .update_time    = btrfs_update_time,
10919         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10920         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10921 };
10922 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10923         .getattr        = btrfs_getattr,
10924         .setattr        = btrfs_setattr,
10925         .permission     = btrfs_permission,
10926         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10927         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10928         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10929         .update_time    = btrfs_update_time,
10930 };
10931 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10932         .get_link       = page_get_link,
10933         .getattr        = btrfs_getattr,
10934         .setattr        = btrfs_setattr,
10935         .permission     = btrfs_permission,
10936         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10937         .update_time    = btrfs_update_time,
10938 };
10939
10940 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
10941         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
10942 };