OSDN Git Service

Linux 6.6-rc1
[tomoyo/tomoyo-test1.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 #include "backref.h"
74
75 struct btrfs_iget_args {
76         u64 ino;
77         struct btrfs_root *root;
78 };
79
80 struct btrfs_dio_data {
81         ssize_t submitted;
82         struct extent_changeset *data_reserved;
83         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
84         bool data_space_reserved;
85         bool nocow_done;
86 };
87
88 struct btrfs_dio_private {
89         /* Range of I/O */
90         u64 file_offset;
91         u32 bytes;
92
93         /* This must be last */
94         struct btrfs_bio bbio;
95 };
96
97 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
98
99 struct btrfs_rename_ctx {
100         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
101         u64 index;
102 };
103
104 /*
105  * Used by data_reloc_print_warning_inode() to pass needed info for filename
106  * resolution and output of error message.
107  */
108 struct data_reloc_warn {
109         struct btrfs_path path;
110         struct btrfs_fs_info *fs_info;
111         u64 extent_item_size;
112         u64 logical;
113         int mirror_num;
114 };
115
116 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
117 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
118 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
119 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
120 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
121 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
122
123 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
124
125 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
126 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
127
128 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
129                                      struct page *locked_page, u64 start,
130                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
131                                      bool pages_dirty);
132 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
133                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
134                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
135                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
136                                        int type);
137
138 static int data_reloc_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
139                                           u64 root, void *warn_ctx)
140 {
141         struct data_reloc_warn *warn = warn_ctx;
142         struct btrfs_fs_info *fs_info = warn->fs_info;
143         struct extent_buffer *eb;
144         struct btrfs_inode_item *inode_item;
145         struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
146         struct btrfs_root *local_root;
147         struct btrfs_key key;
148         unsigned int nofs_flag;
149         u32 nlink;
150         int ret;
151
152         local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
153         if (IS_ERR(local_root)) {
154                 ret = PTR_ERR(local_root);
155                 goto err;
156         }
157
158         /* This makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff). */
159         key.objectid = inum;
160         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
161         key.offset = 0;
162
163         ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, &warn->path, 0, 0);
164         if (ret) {
165                 btrfs_put_root(local_root);
166                 btrfs_release_path(&warn->path);
167                 goto err;
168         }
169
170         eb = warn->path.nodes[0];
171         inode_item = btrfs_item_ptr(eb, warn->path.slots[0], struct btrfs_inode_item);
172         nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
173         btrfs_release_path(&warn->path);
174
175         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
176         ipath = init_ipath(4096, local_root, &warn->path);
177         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
178         if (IS_ERR(ipath)) {
179                 btrfs_put_root(local_root);
180                 ret = PTR_ERR(ipath);
181                 ipath = NULL;
182                 /*
183                  * -ENOMEM, not a critical error, just output an generic error
184                  * without filename.
185                  */
186                 btrfs_warn(fs_info,
187 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu, inode %llu offset %llu",
188                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset);
189                 return ret;
190         }
191         ret = paths_from_inode(inum, ipath);
192         if (ret < 0)
193                 goto err;
194
195         /*
196          * We deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
197          * hold all of the paths here
198          */
199         for (int i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; i++) {
200                 btrfs_warn(fs_info,
201 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
202                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset,
203                            fs_info->sectorsize, nlink,
204                            (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);
205         }
206
207         btrfs_put_root(local_root);
208         free_ipath(ipath);
209         return 0;
210
211 err:
212         btrfs_warn(fs_info,
213 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu, path resolving failed with ret=%d",
214                    warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset, ret);
215
216         free_ipath(ipath);
217         return ret;
218 }
219
220 /*
221  * Do extra user-friendly error output (e.g. lookup all the affected files).
222  *
223  * Return true if we succeeded doing the backref lookup.
224  * Return false if such lookup failed, and has to fallback to the old error message.
225  */
226 static void print_data_reloc_error(const struct btrfs_inode *inode, u64 file_off,
227                                    const u8 *csum, const u8 *csum_expected,
228                                    int mirror_num)
229 {
230         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
231         struct btrfs_path path = { 0 };
232         struct btrfs_key found_key = { 0 };
233         struct extent_buffer *eb;
234         struct btrfs_extent_item *ei;
235         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
236         u64 logical;
237         u64 flags;
238         u32 item_size;
239         int ret;
240
241         mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
242         logical = btrfs_get_reloc_bg_bytenr(fs_info);
243         mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
244
245         if (logical == U64_MAX) {
246                 btrfs_warn_rl(fs_info, "has data reloc tree but no running relocation");
247                 btrfs_warn_rl(fs_info,
248 "csum failed root %lld ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
249                         inode->root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), file_off,
250                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
251                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
252                         mirror_num);
253                 return;
254         }
255
256         logical += file_off;
257         btrfs_warn_rl(fs_info,
258 "csum failed root %lld ino %llu off %llu logical %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
259                         inode->root->root_key.objectid,
260                         btrfs_ino(inode), file_off, logical,
261                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
262                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
263                         mirror_num);
264
265         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, &path, &found_key, &flags);
266         if (ret < 0) {
267                 btrfs_err_rl(fs_info, "failed to lookup extent item for logical %llu: %d",
268                              logical, ret);
269                 return;
270         }
271         eb = path.nodes[0];
272         ei = btrfs_item_ptr(eb, path.slots[0], struct btrfs_extent_item);
273         item_size = btrfs_item_size(eb, path.slots[0]);
274         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
275                 unsigned long ptr = 0;
276                 u64 ref_root;
277                 u8 ref_level;
278
279                 while (true) {
280                         ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
281                                                       item_size, &ref_root,
282                                                       &ref_level);
283                         if (ret < 0) {
284                                 btrfs_warn_rl(fs_info,
285                                 "failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
286                                               logical, ret);
287                                 break;
288                         }
289                         if (ret > 0)
290                                 break;
291
292                         btrfs_warn_rl(fs_info,
293 "csum error at logical %llu mirror %u: metadata %s (level %d) in tree %llu",
294                                 logical, mirror_num,
295                                 (ref_level ? "node" : "leaf"),
296                                 ref_level, ref_root);
297                 }
298                 btrfs_release_path(&path);
299         } else {
300                 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };
301                 struct data_reloc_warn reloc_warn = { 0 };
302
303                 btrfs_release_path(&path);
304
305                 ctx.bytenr = found_key.objectid;
306                 ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
307                 ctx.fs_info = fs_info;
308
309                 reloc_warn.logical = logical;
310                 reloc_warn.extent_item_size = found_key.offset;
311                 reloc_warn.mirror_num = mirror_num;
312                 reloc_warn.fs_info = fs_info;
313
314                 iterate_extent_inodes(&ctx, true,
315                                       data_reloc_print_warning_inode, &reloc_warn);
316         }
317 }
318
319 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
320                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
321 {
322         struct btrfs_root *root = inode->root;
323         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
324
325         /* For data reloc tree, it's better to do a backref lookup instead. */
326         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
327                 return print_data_reloc_error(inode, logical_start, csum,
328                                               csum_expected, mirror_num);
329
330         /* Output without objectid, which is more meaningful */
331         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
332                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
333 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
334                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
335                         logical_start,
336                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
337                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
338                         mirror_num);
339         } else {
340                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
341 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
342                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
343                         logical_start,
344                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
345                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
346                         mirror_num);
347         }
348 }
349
350 /*
351  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
352  *
353  * ilock_flags can have the following bit set:
354  *
355  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
356  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
357  *                   return -EAGAIN
358  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
359  */
360 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
361 {
362         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
363                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
364                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
365                                 return -EAGAIN;
366                         else
367                                 return 0;
368                 }
369                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
370         } else {
371                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
372                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
373                                 return -EAGAIN;
374                         else
375                                 return 0;
376                 }
377                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
378         }
379         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
380                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
381         return 0;
382 }
383
384 /*
385  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
386  *
387  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
388  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
389  */
390 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
391 {
392         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
393                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
394         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
395                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
396         else
397                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
398 }
399
400 /*
401  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
402  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
403  *
404  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
405  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
406  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
407  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
408  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
409  */
410 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
411                                                  struct page *locked_page,
412                                                  u64 offset, u64 bytes)
413 {
414         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
415         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
416         u64 page_start = 0, page_end = 0;
417         struct page *page;
418
419         if (locked_page) {
420                 page_start = page_offset(locked_page);
421                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
422         }
423
424         while (index <= end_index) {
425                 /*
426                  * For locked page, we will call btrfs_mark_ordered_io_finished
427                  * through btrfs_mark_ordered_io_finished() on it
428                  * in run_delalloc_range() for the error handling, which will
429                  * clear page Ordered and run the ordered extent accounting.
430                  *
431                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
432                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
433                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
434                  */
435                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
436                         index++;
437                         continue;
438                 }
439                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
440                 index++;
441                 if (!page)
442                         continue;
443
444                 /*
445                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
446                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
447                  * the ordered extent accounting for the range.
448                  */
449                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
450                                                offset, bytes);
451                 put_page(page);
452         }
453
454         if (locked_page) {
455                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
456                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
457                         return;
458                 /*
459                  * In case this page belongs to the delalloc range being
460                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
461                  * going to be properly cleaned up by the caller of
462                  * run_delalloc_range
463                  */
464                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
465                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
466                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
467                 }
468         }
469
470         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
471 }
472
473 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
474
475 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
476                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
477 {
478         int err;
479
480         if (args->default_acl) {
481                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
482                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
483                 if (err)
484                         return err;
485         }
486         if (args->acl) {
487                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
488                 if (err)
489                         return err;
490         }
491         if (!args->default_acl && !args->acl)
492                 cache_no_acl(args->inode);
493         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
494                                          &args->dentry->d_name);
495 }
496
497 /*
498  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
499  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
500  * no overlapping inline items exist in the btree
501  */
502 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
503                                 struct btrfs_path *path,
504                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
505                                 size_t size, size_t compressed_size,
506                                 int compress_type,
507                                 struct page **compressed_pages,
508                                 bool update_i_size)
509 {
510         struct btrfs_root *root = inode->root;
511         struct extent_buffer *leaf;
512         struct page *page = NULL;
513         char *kaddr;
514         unsigned long ptr;
515         struct btrfs_file_extent_item *ei;
516         int ret;
517         size_t cur_size = size;
518         u64 i_size;
519
520         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
521                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
522
523         if (compressed_size && compressed_pages)
524                 cur_size = compressed_size;
525
526         if (!extent_inserted) {
527                 struct btrfs_key key;
528                 size_t datasize;
529
530                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
531                 key.offset = 0;
532                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
533
534                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
535                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
536                                               datasize);
537                 if (ret)
538                         goto fail;
539         }
540         leaf = path->nodes[0];
541         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
542                             struct btrfs_file_extent_item);
543         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
544         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
545         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
546         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
547         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
548         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
549
550         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
551                 struct page *cpage;
552                 int i = 0;
553                 while (compressed_size > 0) {
554                         cpage = compressed_pages[i];
555                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
556                                        PAGE_SIZE);
557
558                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
559                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
560                         kunmap_local(kaddr);
561
562                         i++;
563                         ptr += cur_size;
564                         compressed_size -= cur_size;
565                 }
566                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
567                                                   compress_type);
568         } else {
569                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
570                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
571                 kaddr = kmap_local_page(page);
572                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
573                 kunmap_local(kaddr);
574                 put_page(page);
575         }
576         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
577         btrfs_release_path(path);
578
579         /*
580          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
581          * sake.
582          */
583         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
584                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
585         if (ret)
586                 goto fail;
587
588         /*
589          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
590          * without locking a page we already have locked.
591          *
592          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
593          * Otherwise we could end up racing with unlink.
594          */
595         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
596         if (update_i_size && size > i_size) {
597                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
598                 i_size = size;
599         }
600         inode->disk_i_size = i_size;
601
602 fail:
603         return ret;
604 }
605
606
607 /*
608  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
609  * does the checks required to make sure the data is small enough
610  * to fit as an inline extent.
611  */
612 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
613                                           size_t compressed_size,
614                                           int compress_type,
615                                           struct page **compressed_pages,
616                                           bool update_i_size)
617 {
618         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
619         struct btrfs_root *root = inode->root;
620         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
621         struct btrfs_trans_handle *trans;
622         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
623         int ret;
624         struct btrfs_path *path;
625
626         /*
627          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
628          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
629          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
630          * size.
631          */
632         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
633             size > fs_info->sectorsize ||
634             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
635             data_len > fs_info->max_inline)
636                 return 1;
637
638         path = btrfs_alloc_path();
639         if (!path)
640                 return -ENOMEM;
641
642         trans = btrfs_join_transaction(root);
643         if (IS_ERR(trans)) {
644                 btrfs_free_path(path);
645                 return PTR_ERR(trans);
646         }
647         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
648
649         drop_args.path = path;
650         drop_args.start = 0;
651         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
652         drop_args.drop_cache = true;
653         drop_args.replace_extent = true;
654         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
655         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
656         if (ret) {
657                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
658                 goto out;
659         }
660
661         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
662                                    size, compressed_size, compress_type,
663                                    compressed_pages, update_i_size);
664         if (ret && ret != -ENOSPC) {
665                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
666                 goto out;
667         } else if (ret == -ENOSPC) {
668                 ret = 1;
669                 goto out;
670         }
671
672         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
673         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
674         if (ret && ret != -ENOSPC) {
675                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
676                 goto out;
677         } else if (ret == -ENOSPC) {
678                 ret = 1;
679                 goto out;
680         }
681
682         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
683 out:
684         /*
685          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
686          * it won't count as data extent, free them directly here.
687          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
688          * just free one page here.
689          */
690         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
691         btrfs_free_path(path);
692         btrfs_end_transaction(trans);
693         return ret;
694 }
695
696 struct async_extent {
697         u64 start;
698         u64 ram_size;
699         u64 compressed_size;
700         struct page **pages;
701         unsigned long nr_pages;
702         int compress_type;
703         struct list_head list;
704 };
705
706 struct async_chunk {
707         struct btrfs_inode *inode;
708         struct page *locked_page;
709         u64 start;
710         u64 end;
711         blk_opf_t write_flags;
712         struct list_head extents;
713         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
714         struct btrfs_work work;
715         struct async_cow *async_cow;
716 };
717
718 struct async_cow {
719         atomic_t num_chunks;
720         struct async_chunk chunks[];
721 };
722
723 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
724                                      u64 start, u64 ram_size,
725                                      u64 compressed_size,
726                                      struct page **pages,
727                                      unsigned long nr_pages,
728                                      int compress_type)
729 {
730         struct async_extent *async_extent;
731
732         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
733         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
734         async_extent->start = start;
735         async_extent->ram_size = ram_size;
736         async_extent->compressed_size = compressed_size;
737         async_extent->pages = pages;
738         async_extent->nr_pages = nr_pages;
739         async_extent->compress_type = compress_type;
740         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
741         return 0;
742 }
743
744 /*
745  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
746  * options, defragmentation, properties or heuristics.
747  */
748 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
749                                       u64 end)
750 {
751         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
752
753         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
754                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
755                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
756                         btrfs_ino(inode));
757                 return 0;
758         }
759         /*
760          * Special check for subpage.
761          *
762          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
763          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
764          *
765          * 0            32K             64K
766          * |    |///////|       |///////|
767          *              \- A            \- B
768          *
769          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
770          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
771          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
772          *
773          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
774          * if the range is fully page aligned.
775          *
776          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
777          * the tailing partial page will be locked until the full compression
778          * finishes, delaying the write of other range.
779          *
780          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
781          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
782          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
783          * will unlock the full page.
784          */
785         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
786                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
787                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
788                         return 0;
789         }
790
791         /* force compress */
792         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
793                 return 1;
794         /* defrag ioctl */
795         if (inode->defrag_compress)
796                 return 1;
797         /* bad compression ratios */
798         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
799                 return 0;
800         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
801             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
802             inode->prop_compress)
803                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
804         return 0;
805 }
806
807 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
808                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
809 {
810         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
811         if (num_bytes < small_write &&
812             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
813                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
814 }
815
816 /*
817  * Work queue call back to started compression on a file and pages.
818  *
819  * This is done inside an ordered work queue, and the compression is spread
820  * across many cpus.  The actual IO submission is step two, and the ordered work
821  * queue takes care of making sure that happens in the same order things were
822  * put onto the queue by writepages and friends.
823  *
824  * If this code finds it can't get good compression, it puts an entry onto the
825  * work queue to write the uncompressed bytes.  This makes sure that both
826  * compressed inodes and uncompressed inodes are written in the same order that
827  * the flusher thread sent them down.
828  */
829 static void compress_file_range(struct btrfs_work *work)
830 {
831         struct async_chunk *async_chunk =
832                 container_of(work, struct async_chunk, work);
833         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
834         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
835         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
836         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
837         u64 start = async_chunk->start;
838         u64 end = async_chunk->end;
839         u64 actual_end;
840         u64 i_size;
841         int ret = 0;
842         struct page **pages;
843         unsigned long nr_pages;
844         unsigned long total_compressed = 0;
845         unsigned long total_in = 0;
846         unsigned int poff;
847         int i;
848         int compress_type = fs_info->compress_type;
849
850         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
851
852         /*
853          * We need to call clear_page_dirty_for_io on each page in the range.
854          * Otherwise applications with the file mmap'd can wander in and change
855          * the page contents while we are compressing them.
856          */
857         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
858
859         /*
860          * We need to save i_size before now because it could change in between
861          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
862          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
863          * later on.
864          *
865          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
866          * does that for us.
867          */
868         barrier();
869         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
870         barrier();
871         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
872 again:
873         pages = NULL;
874         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
875         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
876
877         /*
878          * we don't want to send crud past the end of i_size through
879          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
880          * end of the file is before the start of our current
881          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
882          * cleanup code that can deal with all of this.
883          *
884          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
885          * very uncommon corner.
886          */
887         if (actual_end <= start)
888                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
889
890         total_compressed = actual_end - start;
891
892         /*
893          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
894          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
895          */
896         if (total_compressed <= blocksize &&
897            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
898                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
899
900         /*
901          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
902          * aligned range.
903          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
904          */
905         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
906                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
907                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
908                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
909         }
910
911         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
912                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
913         total_in = 0;
914         ret = 0;
915
916         /*
917          * We do compression for mount -o compress and when the inode has not
918          * been flagged as NOCOMPRESS.  This flag can change at any time if we
919          * discover bad compression ratios.
920          */
921         if (!inode_need_compress(inode, start, end))
922                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
923
924         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
925         if (!pages) {
926                 /*
927                  * Memory allocation failure is not a fatal error, we can fall
928                  * back to uncompressed code.
929                  */
930                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
931         }
932
933         if (inode->defrag_compress)
934                 compress_type = inode->defrag_compress;
935         else if (inode->prop_compress)
936                 compress_type = inode->prop_compress;
937
938         /* Compression level is applied here. */
939         ret = btrfs_compress_pages(compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
940                                    mapping, start, pages, &nr_pages, &total_in,
941                                    &total_compressed);
942         if (ret)
943                 goto mark_incompressible;
944
945         /*
946          * Zero the tail end of the last page, as we might be sending it down
947          * to disk.
948          */
949         poff = offset_in_page(total_compressed);
950         if (poff)
951                 memzero_page(pages[nr_pages - 1], poff, PAGE_SIZE - poff);
952
953         /*
954          * Try to create an inline extent.
955          *
956          * If we didn't compress the entire range, try to create an uncompressed
957          * inline extent, else a compressed one.
958          *
959          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
960          * extent for the subpage case.
961          */
962         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
963                 if (total_in < actual_end) {
964                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
965                                                     BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL,
966                                                     false);
967                 } else {
968                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
969                                                     total_compressed,
970                                                     compress_type, pages,
971                                                     false);
972                 }
973                 if (ret <= 0) {
974                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
975                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
976                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
977
978                         if (ret < 0)
979                                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
980
981                         /*
982                          * inline extent creation worked or returned error,
983                          * we don't need to create any more async work items.
984                          * Unlock and free up our temp pages.
985                          *
986                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
987                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
988                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
989                          * range.
990                          */
991                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
992                                                      NULL,
993                                                      clear_flags,
994                                                      PAGE_UNLOCK |
995                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
996                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
997                         goto free_pages;
998                 }
999         }
1000
1001         /*
1002          * We aren't doing an inline extent. Round the compressed size up to a
1003          * block size boundary so the allocator does sane things.
1004          */
1005         total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
1006
1007         /*
1008          * One last check to make sure the compression is really a win, compare
1009          * the page count read with the blocks on disk, compression must free at
1010          * least one sector.
1011          */
1012         total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
1013         if (total_compressed + blocksize > total_in)
1014                 goto mark_incompressible;
1015
1016         /*
1017          * The async work queues will take care of doing actual allocation on
1018          * disk for these compressed pages, and will submit the bios.
1019          */
1020         add_async_extent(async_chunk, start, total_in, total_compressed, pages,
1021                          nr_pages, compress_type);
1022         if (start + total_in < end) {
1023                 start += total_in;
1024                 cond_resched();
1025                 goto again;
1026         }
1027         return;
1028
1029 mark_incompressible:
1030         if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) && !inode->prop_compress)
1031                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
1032 cleanup_and_bail_uncompressed:
1033         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
1034                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
1035 free_pages:
1036         if (pages) {
1037                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1038                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
1039                         put_page(pages[i]);
1040                 }
1041                 kfree(pages);
1042         }
1043 }
1044
1045 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
1046 {
1047         int i;
1048
1049         if (!async_extent->pages)
1050                 return;
1051
1052         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
1053                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
1054                 put_page(async_extent->pages[i]);
1055         }
1056         kfree(async_extent->pages);
1057         async_extent->nr_pages = 0;
1058         async_extent->pages = NULL;
1059 }
1060
1061 static void submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
1062                                       struct async_extent *async_extent,
1063                                       struct page *locked_page)
1064 {
1065         u64 start = async_extent->start;
1066         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1067         int ret;
1068         struct writeback_control wbc = {
1069                 .sync_mode              = WB_SYNC_ALL,
1070                 .range_start            = start,
1071                 .range_end              = end,
1072                 .no_cgroup_owner        = 1,
1073         };
1074
1075         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, &inode->vfs_inode);
1076         ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, &wbc, false);
1077         wbc_detach_inode(&wbc);
1078         if (ret < 0) {
1079                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
1080                 if (locked_page) {
1081                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
1082
1083                         set_page_writeback(locked_page);
1084                         end_page_writeback(locked_page);
1085                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, locked_page,
1086                                                        page_start, PAGE_SIZE,
1087                                                        !ret);
1088                         btrfs_page_clear_uptodate(inode->root->fs_info,
1089                                                   locked_page, page_start,
1090                                                   PAGE_SIZE);
1091                         mapping_set_error(locked_page->mapping, ret);
1092                         unlock_page(locked_page);
1093                 }
1094         }
1095 }
1096
1097 static void submit_one_async_extent(struct async_chunk *async_chunk,
1098                                     struct async_extent *async_extent,
1099                                     u64 *alloc_hint)
1100 {
1101         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1102         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1103         struct btrfs_root *root = inode->root;
1104         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1105         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1106         struct btrfs_key ins;
1107         struct page *locked_page = NULL;
1108         struct extent_map *em;
1109         int ret = 0;
1110         u64 start = async_extent->start;
1111         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1112
1113         if (async_chunk->blkcg_css)
1114                 kthread_associate_blkcg(async_chunk->blkcg_css);
1115
1116         /*
1117          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
1118          * handle it.
1119          */
1120         if (async_chunk->locked_page) {
1121                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
1122                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
1123
1124                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
1125                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1126         }
1127         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1128
1129         if (async_extent->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1130                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1131                 goto done;
1132         }
1133
1134         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1135                                    async_extent->compressed_size,
1136                                    async_extent->compressed_size,
1137                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1138         if (ret) {
1139                 /*
1140                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
1141                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
1142                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
1143                  * which requires larger size?  So here we directly go error
1144                  * path.
1145                  */
1146                 goto out_free;
1147         }
1148
1149         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1150         em = create_io_em(inode, start,
1151                           async_extent->ram_size,       /* len */
1152                           start,                        /* orig_start */
1153                           ins.objectid,                 /* block_start */
1154                           ins.offset,                   /* block_len */
1155                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1156                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1157                           async_extent->compress_type,
1158                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1159         if (IS_ERR(em)) {
1160                 ret = PTR_ERR(em);
1161                 goto out_free_reserve;
1162         }
1163         free_extent_map(em);
1164
1165         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start,      /* file_offset */
1166                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1167                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1168                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1169                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1170                                        0,                       /* offset */
1171                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1172                                        async_extent->compress_type);
1173         if (IS_ERR(ordered)) {
1174                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1175                 ret = PTR_ERR(ordered);
1176                 goto out_free_reserve;
1177         }
1178         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1179
1180         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1181         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1182                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1183                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1184         btrfs_submit_compressed_write(ordered,
1185                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1186                             async_extent->nr_pages,
1187                             async_chunk->write_flags, true);
1188         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1189 done:
1190         if (async_chunk->blkcg_css)
1191                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1192         kfree(async_extent);
1193         return;
1194
1195 out_free_reserve:
1196         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1197         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1198 out_free:
1199         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, -EIO);
1200         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1201                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1202                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1203                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1204                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1205                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1206         free_async_extent_pages(async_extent);
1207         if (async_chunk->blkcg_css)
1208                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1209         btrfs_debug(fs_info,
1210 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1211                     root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), start,
1212                     async_extent->ram_size, ret);
1213         kfree(async_extent);
1214 }
1215
1216 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1217                                       u64 num_bytes)
1218 {
1219         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1220         struct extent_map *em;
1221         u64 alloc_hint = 0;
1222
1223         read_lock(&em_tree->lock);
1224         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1225         if (em) {
1226                 /*
1227                  * if block start isn't an actual block number then find the
1228                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1229                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1230                  */
1231                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1232                         free_extent_map(em);
1233                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1234                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1235                                 alloc_hint = em->block_start;
1236                         if (em)
1237                                 free_extent_map(em);
1238                 } else {
1239                         alloc_hint = em->block_start;
1240                         free_extent_map(em);
1241                 }
1242         }
1243         read_unlock(&em_tree->lock);
1244
1245         return alloc_hint;
1246 }
1247
1248 /*
1249  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1250  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1251  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1252  * in ram to track those extents.
1253  *
1254  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1255  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1256  *
1257  * When this function fails, it unlocks all pages except @locked_page.
1258  *
1259  * When this function successfully creates an inline extent, it returns 1 and
1260  * unlocks all pages including locked_page and starts I/O on them.
1261  * (In reality inline extents are limited to a single page, so locked_page is
1262  * the only page handled anyway).
1263  *
1264  * When this function succeed and creates a normal extent, the page locking
1265  * status depends on the passed in flags:
1266  *
1267  * - If @keep_locked is set, all pages are kept locked.
1268  * - Else all pages except for @locked_page are unlocked.
1269  *
1270  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1271  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1272  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1273  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1274  * example.
1275  */
1276 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1277                                    struct page *locked_page, u64 start, u64 end,
1278                                    u64 *done_offset,
1279                                    bool keep_locked, bool no_inline)
1280 {
1281         struct btrfs_root *root = inode->root;
1282         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1283         u64 alloc_hint = 0;
1284         u64 orig_start = start;
1285         u64 num_bytes;
1286         unsigned long ram_size;
1287         u64 cur_alloc_size = 0;
1288         u64 min_alloc_size;
1289         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1290         struct btrfs_key ins;
1291         struct extent_map *em;
1292         unsigned clear_bits;
1293         unsigned long page_ops;
1294         bool extent_reserved = false;
1295         int ret = 0;
1296
1297         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1298                 ret = -EINVAL;
1299                 goto out_unlock;
1300         }
1301
1302         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1303         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1304         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1305
1306         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1307
1308         /*
1309          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1310          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1311          * is doing more writeback than what we want.
1312          *
1313          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1314          * where we only increase i_size after everything is done.
1315          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1316          * So here we skip inline extent creation completely.
1317          */
1318         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE && !no_inline) {
1319                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1320                                        end + 1);
1321
1322                 /* lets try to make an inline extent */
1323                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1324                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1325                 if (ret == 0) {
1326                         /*
1327                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1328                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1329                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1330                          * range.
1331                          */
1332                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1333                                      locked_page,
1334                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1335                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1336                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1337                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1338                         /*
1339                          * locked_page is locked by the caller of
1340                          * writepage_delalloc(), not locked by
1341                          * __process_pages_contig().
1342                          *
1343                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1344                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1345                          *
1346                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1347                          * can't determine if it's an inline extent or a
1348                          * compressed extent.
1349                          */
1350                         unlock_page(locked_page);
1351                         ret = 1;
1352                         goto done;
1353                 } else if (ret < 0) {
1354                         goto out_unlock;
1355                 }
1356         }
1357
1358         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1359
1360         /*
1361          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1362          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1363          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1364          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1365          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1366          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1367          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1368          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1369          * items.
1370          */
1371         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1372                 min_alloc_size = num_bytes;
1373         else
1374                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1375
1376         while (num_bytes > 0) {
1377                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1378
1379                 cur_alloc_size = num_bytes;
1380                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1381                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1382                                            &ins, 1, 1);
1383                 if (ret == -EAGAIN) {
1384                         /*
1385                          * btrfs_reserve_extent only returns -EAGAIN for zoned
1386                          * file systems, which is an indication that there are
1387                          * no active zones to allocate from at the moment.
1388                          *
1389                          * If this is the first loop iteration, wait for at
1390                          * least one zone to finish before retrying the
1391                          * allocation.  Otherwise ask the caller to write out
1392                          * the already allocated blocks before coming back to
1393                          * us, or return -ENOSPC if it can't handle retries.
1394                          */
1395                         ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
1396                         if (start == orig_start) {
1397                                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1398                                                BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1399                                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1400                                 continue;
1401                         }
1402                         if (done_offset) {
1403                                 *done_offset = start - 1;
1404                                 return 0;
1405                         }
1406                         ret = -ENOSPC;
1407                 }
1408                 if (ret < 0)
1409                         goto out_unlock;
1410                 cur_alloc_size = ins.offset;
1411                 extent_reserved = true;
1412
1413                 ram_size = ins.offset;
1414                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1415                                   start, /* orig_start */
1416                                   ins.objectid, /* block_start */
1417                                   ins.offset, /* block_len */
1418                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1419                                   ram_size, /* ram_bytes */
1420                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1421                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1422                 if (IS_ERR(em)) {
1423                         ret = PTR_ERR(em);
1424                         goto out_reserve;
1425                 }
1426                 free_extent_map(em);
1427
1428                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, ram_size,
1429                                         ram_size, ins.objectid, cur_alloc_size,
1430                                         0, 1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1431                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1432                 if (IS_ERR(ordered)) {
1433                         ret = PTR_ERR(ordered);
1434                         goto out_drop_extent_cache;
1435                 }
1436
1437                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1438                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
1439
1440                         /*
1441                          * Only drop cache here, and process as normal.
1442                          *
1443                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1444                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1445                          * extent, as its meta should be freed by
1446                          * btrfs_finish_ordered_io().
1447                          *
1448                          * So we must continue until @start is increased to
1449                          * skip current ordered extent.
1450                          */
1451                         if (ret)
1452                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1453                                                             start + ram_size - 1,
1454                                                             false);
1455                 }
1456                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1457
1458                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1459
1460                 /*
1461                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1462                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1463                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1464                  *
1465                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1466                  * properly setup for writepage.
1467                  */
1468                 page_ops = (keep_locked ? 0 : PAGE_UNLOCK);
1469                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1470
1471                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1472                                              locked_page,
1473                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1474                                              page_ops);
1475                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1476                         num_bytes = 0;
1477                 else
1478                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1479                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1480                 start += cur_alloc_size;
1481                 extent_reserved = false;
1482
1483                 /*
1484                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1485                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1486                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1487                  */
1488                 if (ret)
1489                         goto out_unlock;
1490         }
1491 done:
1492         if (done_offset)
1493                 *done_offset = end;
1494         return ret;
1495
1496 out_drop_extent_cache:
1497         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1498 out_reserve:
1499         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1500         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1501 out_unlock:
1502         /*
1503          * Now, we have three regions to clean up:
1504          *
1505          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1506          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1507          *
1508          * We process each region below.
1509          */
1510
1511         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1512                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1513         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1514
1515         /*
1516          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1517          * for this region. They are cleaned up by
1518          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1519          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1520          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1521          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1522          * function.
1523          *
1524          * However, in case of @keep_locked, we still need to unlock the pages
1525          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1526          */
1527         if (keep_locked && orig_start < start) {
1528                 if (!locked_page)
1529                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1530                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1531                                              locked_page, 0, page_ops);
1532         }
1533
1534         /*
1535          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1536          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1537          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1538          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1539          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1540          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1541          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1542          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1543          */
1544         if (extent_reserved) {
1545                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1546                                              start + cur_alloc_size - 1,
1547                                              locked_page,
1548                                              clear_bits,
1549                                              page_ops);
1550                 start += cur_alloc_size;
1551         }
1552
1553         /*
1554          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1555          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1556          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1557          * btrfs_check_data_free_space().
1558          */
1559         if (start < end) {
1560                 clear_bits |= EXTENT_CLEAR_DATA_RESV;
1561                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1562                                              clear_bits, page_ops);
1563         }
1564         return ret;
1565 }
1566
1567 /*
1568  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1569  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1570  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1571  */
1572 static noinline void submit_compressed_extents(struct btrfs_work *work)
1573 {
1574         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1575                                                      work);
1576         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1577         struct async_extent *async_extent;
1578         unsigned long nr_pages;
1579         u64 alloc_hint = 0;
1580
1581         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1582                 PAGE_SHIFT;
1583
1584         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1585                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1586                                           struct async_extent, list);
1587                 list_del(&async_extent->list);
1588                 submit_one_async_extent(async_chunk, async_extent, &alloc_hint);
1589         }
1590
1591         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1592         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1593             5 * SZ_1M)
1594                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1595 }
1596
1597 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1598 {
1599         struct async_chunk *async_chunk;
1600         struct async_cow *async_cow;
1601
1602         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1603         btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1604         if (async_chunk->blkcg_css)
1605                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1606
1607         async_cow = async_chunk->async_cow;
1608         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1609                 kvfree(async_cow);
1610 }
1611
1612 static bool run_delalloc_compressed(struct btrfs_inode *inode,
1613                                     struct page *locked_page, u64 start,
1614                                     u64 end, struct writeback_control *wbc)
1615 {
1616         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1617         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1618         struct async_cow *ctx;
1619         struct async_chunk *async_chunk;
1620         unsigned long nr_pages;
1621         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1622         int i;
1623         unsigned nofs_flag;
1624         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1625
1626         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1627         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1628         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1629         if (!ctx)
1630                 return false;
1631
1632         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1633         set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1634
1635         async_chunk = ctx->chunks;
1636         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1637
1638         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1639                 u64 cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1640
1641                 /*
1642                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1643                  * lightweight reference for the callback lifetime
1644                  */
1645                 ihold(&inode->vfs_inode);
1646                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1647                 async_chunk[i].inode = inode;
1648                 async_chunk[i].start = start;
1649                 async_chunk[i].end = cur_end;
1650                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1651                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1652
1653                 /*
1654                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1655                  * the original page we were actually given.  As we spread
1656                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1657                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1658                  *
1659                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1660                  * to unlock it.
1661                  */
1662                 if (locked_page) {
1663                         /*
1664                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1665                          * might not go through async.  We want all of them to
1666                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1667                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1668                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1669                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1670                          * against the first page.
1671                          */
1672                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1673                                                  cur_end - start);
1674                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1675                         locked_page = NULL;
1676                 } else {
1677                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1678                 }
1679
1680                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1681                         css_get(blkcg_css);
1682                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1683                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1684                 } else {
1685                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1686                 }
1687
1688                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, compress_file_range,
1689                                 submit_compressed_extents, async_cow_free);
1690
1691                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1692                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1693
1694                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1695
1696                 start = cur_end + 1;
1697         }
1698         return true;
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Run the delalloc range from start to end, and write back any dirty pages
1703  * covered by the range.
1704  */
1705 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
1706                                      struct page *locked_page, u64 start,
1707                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
1708                                      bool pages_dirty)
1709 {
1710         u64 done_offset = end;
1711         int ret;
1712
1713         while (start <= end) {
1714                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &done_offset,
1715                                      true, false);
1716                 if (ret)
1717                         return ret;
1718                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, locked_page, start,
1719                                           done_offset, wbc, pages_dirty);
1720                 start = done_offset + 1;
1721         }
1722
1723         return 1;
1724 }
1725
1726 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1727                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1728 {
1729         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1730         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1731         int ret;
1732         LIST_HEAD(list);
1733
1734         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1735                                       &list, 0, nowait);
1736         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1737                 return 0;
1738
1739         while (!list_empty(&list)) {
1740                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1741                 list_del(&sums->list);
1742                 kfree(sums);
1743         }
1744         if (ret < 0)
1745                 return ret;
1746         return 1;
1747 }
1748
1749 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1750                            const u64 start, const u64 end)
1751 {
1752         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1753         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1754         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1755         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1756         u64 range_start = start;
1757         u64 count;
1758         int ret;
1759
1760         /*
1761          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1762          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1763          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1764          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1765          * has the NOCOW bit set).
1766          *
1767          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1768          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1769          * scrub or relocation) we need to do the following:
1770          *
1771          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1772          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1773          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1774          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1775          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1776          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1777          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1778          *
1779          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1780          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1781          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1782          *    data space info, which we incremented in the step above.
1783          *
1784          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1785          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1786          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1787          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1788          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1789          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1790          * when starting writeback.
1791          */
1792         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1793                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1794         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1795                 u64 bytes = count;
1796                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1797                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1798
1799                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1800                         bytes = range_bytes;
1801
1802                 spin_lock(&sinfo->lock);
1803                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1804                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1805
1806                 if (count > 0)
1807                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1808                                          NULL);
1809         }
1810
1811         /*
1812          * Don't try to create inline extents, as a mix of inline extent that
1813          * is written out and unlocked directly and a normal NOCOW extent
1814          * doesn't work.
1815          */
1816         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL, false, true);
1817         ASSERT(ret != 1);
1818         return ret;
1819 }
1820
1821 struct can_nocow_file_extent_args {
1822         /* Input fields. */
1823
1824         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1825         u64 start;
1826         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1827         u64 end;
1828         bool writeback_path;
1829         bool strict;
1830         /*
1831          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1832          * anymore.
1833          */
1834         bool free_path;
1835
1836         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1837
1838         u64 disk_bytenr;
1839         u64 disk_num_bytes;
1840         u64 extent_offset;
1841         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1842         u64 num_bytes;
1843 };
1844
1845 /*
1846  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1847  * This function may return with the path released, so the caller should check
1848  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1849  *
1850  * Returns: < 0 on error
1851  *            0 if we can not NOCOW
1852  *            1 if we can NOCOW
1853  */
1854 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1855                                  struct btrfs_key *key,
1856                                  struct btrfs_inode *inode,
1857                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1858 {
1859         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1860         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1861         struct btrfs_root *root = inode->root;
1862         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1863         u64 extent_end;
1864         u8 extent_type;
1865         int can_nocow = 0;
1866         int ret = 0;
1867         bool nowait = path->nowait;
1868
1869         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1870         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1871
1872         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1873                 goto out;
1874
1875         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1876         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1877         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1878         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1879
1880         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1881             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1882                 goto out;
1883
1884         /*
1885          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1886          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1887          * hence we must COW.
1888          */
1889         if (!args->strict &&
1890             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1891             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1892                 goto out;
1893
1894         /* An explicit hole, must COW. */
1895         if (args->disk_bytenr == 0)
1896                 goto out;
1897
1898         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1899         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1900             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1901             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1902                 goto out;
1903
1904         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1905
1906         /*
1907          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1908          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1909          * blocking other tasks for too long.
1910          */
1911         btrfs_release_path(path);
1912
1913         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1914                                     key->offset - args->extent_offset,
1915                                     args->disk_bytenr, args->strict, path);
1916         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1917         if (ret != 0)
1918                 goto out;
1919
1920         if (args->free_path) {
1921                 /*
1922                  * We don't need the path anymore, plus through the
1923                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1924                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1925                  * memory usage.
1926                  */
1927                 btrfs_free_path(path);
1928                 path = NULL;
1929         }
1930
1931         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1932         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1933             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1934                 goto out;
1935
1936         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1937         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1938         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1939
1940         /*
1941          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1942          * given extent are either valid or do not exist.
1943          */
1944         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1945                                   nowait);
1946         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1947         if (ret != 0)
1948                 goto out;
1949
1950         can_nocow = 1;
1951  out:
1952         if (args->free_path && path)
1953                 btrfs_free_path(path);
1954
1955         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1956 }
1957
1958 /*
1959  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1960  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1961  *
1962  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1963  * blocks on disk
1964  */
1965 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1966                                        struct page *locked_page,
1967                                        const u64 start, const u64 end)
1968 {
1969         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1970         struct btrfs_root *root = inode->root;
1971         struct btrfs_path *path;
1972         u64 cow_start = (u64)-1;
1973         u64 cur_offset = start;
1974         int ret;
1975         bool check_prev = true;
1976         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1977         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1978
1979         /*
1980          * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but in case
1981          * of relocation on a zoned filesystem serializes I/O so that we're only
1982          * writing sequentially and can end up here as well.
1983          */
1984         ASSERT(!btrfs_is_zoned(fs_info) || btrfs_is_data_reloc_root(root));
1985
1986         path = btrfs_alloc_path();
1987         if (!path) {
1988                 ret = -ENOMEM;
1989                 goto error;
1990         }
1991
1992         nocow_args.end = end;
1993         nocow_args.writeback_path = true;
1994
1995         while (1) {
1996                 struct btrfs_block_group *nocow_bg = NULL;
1997                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1998                 struct btrfs_key found_key;
1999                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
2000                 struct extent_buffer *leaf;
2001                 u64 extent_end;
2002                 u64 ram_bytes;
2003                 u64 nocow_end;
2004                 int extent_type;
2005                 bool is_prealloc;
2006
2007                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
2008                                                cur_offset, 0);
2009                 if (ret < 0)
2010                         goto error;
2011
2012                 /*
2013                  * If there is no extent for our range when doing the initial
2014                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
2015                  * one containing the search offset
2016                  */
2017                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
2018                         leaf = path->nodes[0];
2019                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
2020                                               path->slots[0] - 1);
2021                         if (found_key.objectid == ino &&
2022                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2023                                 path->slots[0]--;
2024                 }
2025                 check_prev = false;
2026 next_slot:
2027                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
2028                 leaf = path->nodes[0];
2029                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2030                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2031                         if (ret < 0)
2032                                 goto error;
2033                         if (ret > 0)
2034                                 break;
2035                         leaf = path->nodes[0];
2036                 }
2037
2038                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2039
2040                 /* Didn't find anything for our INO */
2041                 if (found_key.objectid > ino)
2042                         break;
2043                 /*
2044                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2045                  * more extents for this inode
2046                  */
2047                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2048                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2049                         path->slots[0]++;
2050                         goto next_slot;
2051                 }
2052
2053                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2054                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2055                     found_key.offset > end)
2056                         break;
2057
2058                 /*
2059                  * If the found extent starts after requested offset, then
2060                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2061                  */
2062                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2063                         extent_end = found_key.offset;
2064                         extent_type = 0;
2065                         goto must_cow;
2066                 }
2067
2068                 /*
2069                  * Found extent which begins before our range and potentially
2070                  * intersect it
2071                  */
2072                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2073                                     struct btrfs_file_extent_item);
2074                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2075                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2076                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2077                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2078                         ret = -EUCLEAN;
2079                         goto error;
2080                 }
2081                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2082                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2083
2084                 /*
2085                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2086                  * the next extent.
2087                  */
2088                 if (extent_end <= cur_offset) {
2089                         path->slots[0]++;
2090                         goto next_slot;
2091                 }
2092
2093                 nocow_args.start = cur_offset;
2094                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2095                 if (ret < 0)
2096                         goto error;
2097                 if (ret == 0)
2098                         goto must_cow;
2099
2100                 ret = 0;
2101                 nocow_bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2102                 if (!nocow_bg) {
2103 must_cow:
2104                         /*
2105                          * If we can't perform NOCOW writeback for the range,
2106                          * then record the beginning of the range that needs to
2107                          * be COWed.  It will be written out before the next
2108                          * NOCOW range if we find one, or when exiting this
2109                          * loop.
2110                          */
2111                         if (cow_start == (u64)-1)
2112                                 cow_start = cur_offset;
2113                         cur_offset = extent_end;
2114                         if (cur_offset > end)
2115                                 break;
2116                         if (!path->nodes[0])
2117                                 continue;
2118                         path->slots[0]++;
2119                         goto next_slot;
2120                 }
2121
2122                 /*
2123                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2124                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2125                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2126                  */
2127                 if (cow_start != (u64)-1) {
2128                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2129                                               cow_start, found_key.offset - 1);
2130                         cow_start = (u64)-1;
2131                         if (ret) {
2132                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2133                                 goto error;
2134                         }
2135                 }
2136
2137                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2138                 is_prealloc = extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC;
2139                 if (is_prealloc) {
2140                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2141                         struct extent_map *em;
2142
2143                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2144                                           orig_start,
2145                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2146                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2147                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2148                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2149                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2150                         if (IS_ERR(em)) {
2151                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2152                                 ret = PTR_ERR(em);
2153                                 goto error;
2154                         }
2155                         free_extent_map(em);
2156                 }
2157
2158                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, cur_offset,
2159                                 nocow_args.num_bytes, nocow_args.num_bytes,
2160                                 nocow_args.disk_bytenr, nocow_args.num_bytes, 0,
2161                                 is_prealloc
2162                                 ? (1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
2163                                 : (1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW),
2164                                 BTRFS_COMPRESS_NONE);
2165                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2166                 if (IS_ERR(ordered)) {
2167                         if (is_prealloc) {
2168                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2169                                                             nocow_end, false);
2170                         }
2171                         ret = PTR_ERR(ordered);
2172                         goto error;
2173                 }
2174
2175                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2176                         /*
2177                          * Error handled later, as we must prevent
2178                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2179                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2180                          */
2181                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
2182                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2183
2184                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2185                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2186                                              EXTENT_DELALLOC |
2187                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2188                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2189
2190                 cur_offset = extent_end;
2191
2192                 /*
2193                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2194                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2195                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2196                  */
2197                 if (ret)
2198                         goto error;
2199                 if (cur_offset > end)
2200                         break;
2201         }
2202         btrfs_release_path(path);
2203
2204         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2205                 cow_start = cur_offset;
2206
2207         if (cow_start != (u64)-1) {
2208                 cur_offset = end;
2209                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end);
2210                 cow_start = (u64)-1;
2211                 if (ret)
2212                         goto error;
2213         }
2214
2215         btrfs_free_path(path);
2216         return 0;
2217
2218 error:
2219         /*
2220          * If an error happened while a COW region is outstanding, cur_offset
2221          * needs to be reset to cow_start to ensure the COW region is unlocked
2222          * as well.
2223          */
2224         if (cow_start != (u64)-1)
2225                 cur_offset = cow_start;
2226         if (cur_offset < end)
2227                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2228                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2229                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2230                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2231                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2232                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2233         btrfs_free_path(path);
2234         return ret;
2235 }
2236
2237 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2238 {
2239         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2240                 if (inode->defrag_bytes &&
2241                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2242                                    0, NULL))
2243                         return false;
2244                 return true;
2245         }
2246         return false;
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2251  * being touched for the first time.
2252  */
2253 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2254                              u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc)
2255 {
2256         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2257         int ret;
2258
2259         /*
2260          * The range must cover part of the @locked_page, or a return of 1
2261          * can confuse the caller.
2262          */
2263         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2264                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2265
2266         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2267                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end);
2268                 goto out;
2269         }
2270
2271         if (btrfs_inode_can_compress(inode) &&
2272             inode_need_compress(inode, start, end) &&
2273             run_delalloc_compressed(inode, locked_page, start, end, wbc))
2274                 return 1;
2275
2276         if (zoned)
2277                 ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, wbc,
2278                                        true);
2279         else
2280                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL,
2281                                      false, false);
2282
2283 out:
2284         if (ret < 0)
2285                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2286                                               end - start + 1);
2287         return ret;
2288 }
2289
2290 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2291                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2292 {
2293         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2294         u64 size;
2295
2296         /* not delalloc, ignore it */
2297         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2298                 return;
2299
2300         size = orig->end - orig->start + 1;
2301         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2302                 u32 num_extents;
2303                 u64 new_size;
2304
2305                 /*
2306                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2307                  * applies here, just in reverse.
2308                  */
2309                 new_size = orig->end - split + 1;
2310                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2311                 new_size = split - orig->start;
2312                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2313                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2314                         return;
2315         }
2316
2317         spin_lock(&inode->lock);
2318         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2319         spin_unlock(&inode->lock);
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2324  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2325  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2326  */
2327 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2328                                  struct extent_state *other)
2329 {
2330         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2331         u64 new_size, old_size;
2332         u32 num_extents;
2333
2334         /* not delalloc, ignore it */
2335         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2336                 return;
2337
2338         if (new->start > other->start)
2339                 new_size = new->end - other->start + 1;
2340         else
2341                 new_size = other->end - new->start + 1;
2342
2343         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2344         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2345                 spin_lock(&inode->lock);
2346                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2347                 spin_unlock(&inode->lock);
2348                 return;
2349         }
2350
2351         /*
2352          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2353          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2354          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2355          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2356          *
2357          * [ 4k][MAX_SIZE]
2358          *
2359          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2360          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2361          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2362          *
2363          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2364          *
2365          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2366          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2367          * this case.
2368          */
2369         old_size = other->end - other->start + 1;
2370         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2371         old_size = new->end - new->start + 1;
2372         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2373         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2374                 return;
2375
2376         spin_lock(&inode->lock);
2377         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2378         spin_unlock(&inode->lock);
2379 }
2380
2381 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2382                                       struct btrfs_inode *inode)
2383 {
2384         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2385
2386         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2387         if (list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2388                 list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2389                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST, &inode->runtime_flags);
2390                 root->nr_delalloc_inodes++;
2391                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2392                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2393                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2394                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2395                                       &fs_info->delalloc_roots);
2396                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2397                 }
2398         }
2399         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2400 }
2401
2402 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2403                                 struct btrfs_inode *inode)
2404 {
2405         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2406
2407         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2408                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2409                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2410                           &inode->runtime_flags);
2411                 root->nr_delalloc_inodes--;
2412                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2413                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2414                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2415                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2416                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2417                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2418                 }
2419         }
2420 }
2421
2422 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2423                                      struct btrfs_inode *inode)
2424 {
2425         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2426         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2427         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2428 }
2429
2430 /*
2431  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2432  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2433  */
2434 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2435                                u32 bits)
2436 {
2437         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2438
2439         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2440                 WARN_ON(1);
2441         /*
2442          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2443          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2444          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2445          */
2446         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2447                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2448                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2449                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2450                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2451
2452                 spin_lock(&inode->lock);
2453                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2454                 spin_unlock(&inode->lock);
2455
2456                 /* For sanity tests */
2457                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2458                         return;
2459
2460                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2461                                          fs_info->delalloc_batch);
2462                 spin_lock(&inode->lock);
2463                 inode->delalloc_bytes += len;
2464                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2465                         inode->defrag_bytes += len;
2466                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2467                                          &inode->runtime_flags))
2468                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2469                 spin_unlock(&inode->lock);
2470         }
2471
2472         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2473             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2474                 spin_lock(&inode->lock);
2475                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2476                 spin_unlock(&inode->lock);
2477         }
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2482  * accounting happens.
2483  */
2484 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2485                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2486 {
2487         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2488         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2489         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2490
2491         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2492                 spin_lock(&inode->lock);
2493                 inode->defrag_bytes -= len;
2494                 spin_unlock(&inode->lock);
2495         }
2496
2497         /*
2498          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2499          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2500          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2501          */
2502         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2503                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2504                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2505
2506                 spin_lock(&inode->lock);
2507                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2508                 spin_unlock(&inode->lock);
2509
2510                 /*
2511                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2512                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2513                  * error.
2514                  */
2515                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2516                     root != fs_info->tree_root)
2517                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2518
2519                 /* For sanity tests. */
2520                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2521                         return;
2522
2523                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2524                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2525                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2526                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2527
2528                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2529                                          fs_info->delalloc_batch);
2530                 spin_lock(&inode->lock);
2531                 inode->delalloc_bytes -= len;
2532                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2533                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2534                                         &inode->runtime_flags))
2535                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2536                 spin_unlock(&inode->lock);
2537         }
2538
2539         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2540             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2541                 spin_lock(&inode->lock);
2542                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2543                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2544                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2545                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2546                 spin_unlock(&inode->lock);
2547         }
2548 }
2549
2550 static int btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio,
2551                                         struct btrfs_ordered_extent *ordered)
2552 {
2553         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2554         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2555         struct btrfs_ordered_extent *new;
2556         int ret;
2557
2558         /* Must always be called for the beginning of an ordered extent. */
2559         if (WARN_ON_ONCE(start != ordered->disk_bytenr))
2560                 return -EINVAL;
2561
2562         /* No need to split if the ordered extent covers the entire bio. */
2563         if (ordered->disk_num_bytes == len) {
2564                 refcount_inc(&ordered->refs);
2565                 bbio->ordered = ordered;
2566                 return 0;
2567         }
2568
2569         /*
2570          * Don't split the extent_map for NOCOW extents, as we're writing into
2571          * a pre-existing one.
2572          */
2573         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered->flags)) {
2574                 ret = split_extent_map(bbio->inode, bbio->file_offset,
2575                                        ordered->num_bytes, len,
2576                                        ordered->disk_bytenr);
2577                 if (ret)
2578                         return ret;
2579         }
2580
2581         new = btrfs_split_ordered_extent(ordered, len);
2582         if (IS_ERR(new))
2583                 return PTR_ERR(new);
2584         bbio->ordered = new;
2585         return 0;
2586 }
2587
2588 /*
2589  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2590  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2591  */
2592 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2593                              struct list_head *list)
2594 {
2595         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2596         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2597         int ret;
2598
2599         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2600                 trans->adding_csums = true;
2601                 if (!csum_root)
2602                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2603                                                     sum->logical);
2604                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2605                 trans->adding_csums = false;
2606                 if (ret)
2607                         return ret;
2608         }
2609         return 0;
2610 }
2611
2612 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2613                                          const u64 start,
2614                                          const u64 len,
2615                                          struct extent_state **cached_state)
2616 {
2617         u64 search_start = start;
2618         const u64 end = start + len - 1;
2619
2620         while (search_start < end) {
2621                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2622                 struct extent_map *em;
2623                 u64 em_len;
2624                 int ret = 0;
2625
2626                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2627                 if (IS_ERR(em))
2628                         return PTR_ERR(em);
2629
2630                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2631                         goto next;
2632
2633                 em_len = em->len;
2634                 if (em->start < search_start)
2635                         em_len -= search_start - em->start;
2636                 if (em_len > search_len)
2637                         em_len = search_len;
2638
2639                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2640                                      search_start + em_len - 1,
2641                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state);
2642 next:
2643                 search_start = extent_map_end(em);
2644                 free_extent_map(em);
2645                 if (ret)
2646                         return ret;
2647         }
2648         return 0;
2649 }
2650
2651 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2652                               unsigned int extra_bits,
2653                               struct extent_state **cached_state)
2654 {
2655         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2656
2657         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2658             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2659                 /*
2660                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2661                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2662                  */
2663                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2664         } else {
2665                 int ret;
2666
2667                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2668                                                     end + 1 - start,
2669                                                     cached_state);
2670                 if (ret)
2671                         return ret;
2672         }
2673
2674         return set_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
2675                               EXTENT_DELALLOC | extra_bits, cached_state);
2676 }
2677
2678 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2679 struct btrfs_writepage_fixup {
2680         struct page *page;
2681         struct btrfs_inode *inode;
2682         struct btrfs_work work;
2683 };
2684
2685 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2686 {
2687         struct btrfs_writepage_fixup *fixup =
2688                 container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2689         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2690         struct extent_state *cached_state = NULL;
2691         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2692         struct page *page = fixup->page;
2693         struct btrfs_inode *inode = fixup->inode;
2694         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2695         u64 page_start = page_offset(page);
2696         u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2697         int ret = 0;
2698         bool free_delalloc_space = true;
2699
2700         /*
2701          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2702          * we take the page lock.
2703          */
2704         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2705                                            PAGE_SIZE);
2706 again:
2707         lock_page(page);
2708
2709         /*
2710          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2711          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2712          * address space.
2713          */
2714         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2715                 /*
2716                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2717                  *
2718                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2719                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2720                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2721                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2722                  *    while waiting for the ordered extent.
2723                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2724                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2725                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2726                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2727                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2728                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2729                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2730                  *    when the page was already properly dealt with.
2731                  */
2732                 if (!ret) {
2733                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2734                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2735                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2736                                                      true);
2737                 }
2738                 ret = 0;
2739                 goto out_page;
2740         }
2741
2742         /*
2743          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2744          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2745          */
2746         if (ret)
2747                 goto out_page;
2748
2749         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2750
2751         /* already ordered? We're done */
2752         if (PageOrdered(page))
2753                 goto out_reserved;
2754
2755         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2756         if (ordered) {
2757                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2758                               &cached_state);
2759                 unlock_page(page);
2760                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2761                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2762                 goto again;
2763         }
2764
2765         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2766                                         &cached_state);
2767         if (ret)
2768                 goto out_reserved;
2769
2770         /*
2771          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2772          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2773          * destination.
2774          *
2775          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2776          */
2777         BUG_ON(!PageDirty(page));
2778         free_delalloc_space = false;
2779 out_reserved:
2780         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2781         if (free_delalloc_space)
2782                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2783                                              PAGE_SIZE, true);
2784         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2785 out_page:
2786         if (ret) {
2787                 /*
2788                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2789                  * to reflect the errors and clean the page.
2790                  */
2791                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2792                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, page_start,
2793                                                PAGE_SIZE, !ret);
2794                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2795                 clear_page_dirty_for_io(page);
2796         }
2797         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2798         unlock_page(page);
2799         put_page(page);
2800         kfree(fixup);
2801         extent_changeset_free(data_reserved);
2802         /*
2803          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2804          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2805          * deadlock.
2806          */
2807         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2808 }
2809
2810 /*
2811  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2812  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2813  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2814  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2815  *
2816  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2817  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2818  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2819  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2820  */
2821 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2822 {
2823         struct inode *inode = page->mapping->host;
2824         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2825         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2826
2827         /* This page has ordered extent covering it already */
2828         if (PageOrdered(page))
2829                 return 0;
2830
2831         /*
2832          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2833          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2834          *
2835          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2836          * EAGAIN.
2837          */
2838         if (PageChecked(page))
2839                 return -EAGAIN;
2840
2841         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2842         if (!fixup)
2843                 return -EAGAIN;
2844
2845         /*
2846          * We are already holding a reference to this inode from
2847          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2848          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2849          * page->mapping outside of the page lock.
2850          */
2851         ihold(inode);
2852         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2853         get_page(page);
2854         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
2855         fixup->page = page;
2856         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2857         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2858
2859         return -EAGAIN;
2860 }
2861
2862 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2863                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2864                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2865                                        const bool update_inode_bytes,
2866                                        u64 qgroup_reserved)
2867 {
2868         struct btrfs_root *root = inode->root;
2869         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2870         struct btrfs_path *path;
2871         struct extent_buffer *leaf;
2872         struct btrfs_key ins;
2873         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2874         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2875         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2876         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2877         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2878         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2879         int ret;
2880
2881         path = btrfs_alloc_path();
2882         if (!path)
2883                 return -ENOMEM;
2884
2885         /*
2886          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2887          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2888          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2889          *
2890          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2891          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2892          * with the others.
2893          */
2894         drop_args.path = path;
2895         drop_args.start = file_pos;
2896         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2897         drop_args.replace_extent = true;
2898         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2899         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2900         if (ret)
2901                 goto out;
2902
2903         if (!drop_args.extent_inserted) {
2904                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2905                 ins.offset = file_pos;
2906                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2907
2908                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2909                                               sizeof(*stack_fi));
2910                 if (ret)
2911                         goto out;
2912         }
2913         leaf = path->nodes[0];
2914         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2915         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2916                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2917                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2918
2919         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
2920         btrfs_release_path(path);
2921
2922         /*
2923          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2924          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2925          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2926          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2927          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2928          */
2929         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2930                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2931
2932                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2933                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2934                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2935                 num_bytes -= sectorsize;
2936         }
2937
2938         if (update_inode_bytes)
2939                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2940
2941         ins.objectid = disk_bytenr;
2942         ins.offset = disk_num_bytes;
2943         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2944
2945         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2946         if (ret)
2947                 goto out;
2948
2949         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
2950                                                file_pos - offset,
2951                                                qgroup_reserved, &ins);
2952 out:
2953         btrfs_free_path(path);
2954
2955         return ret;
2956 }
2957
2958 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2959                                          u64 start, u64 len)
2960 {
2961         struct btrfs_block_group *cache;
2962
2963         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
2964         ASSERT(cache);
2965
2966         spin_lock(&cache->lock);
2967         cache->delalloc_bytes -= len;
2968         spin_unlock(&cache->lock);
2969
2970         btrfs_put_block_group(cache);
2971 }
2972
2973 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2974                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
2975 {
2976         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
2977         bool update_inode_bytes;
2978         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
2979         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
2980
2981         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
2982         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
2983         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
2984         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
2985                                                    oe->disk_num_bytes);
2986         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
2987         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
2988                 num_bytes = oe->truncated_len;
2989                 ram_bytes = num_bytes;
2990         }
2991         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
2992         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
2993         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
2994         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
2995
2996         /*
2997          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
2998          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
2999          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3000          * except if the ordered extent was truncated.
3001          */
3002         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3003                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3004                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3005
3006         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3007                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3008                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3009 }
3010
3011 /*
3012  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3013  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3014  * fully written.
3015  */
3016 int btrfs_finish_one_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3017 {
3018         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3019         struct btrfs_root *root = inode->root;
3020         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3021         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3022         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3023         struct extent_state *cached_state = NULL;
3024         u64 start, end;
3025         int compress_type = 0;
3026         int ret = 0;
3027         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3028         bool freespace_inode;
3029         bool truncated = false;
3030         bool clear_reserved_extent = true;
3031         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3032
3033         start = ordered_extent->file_offset;
3034         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3035
3036         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3037             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3038             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3039             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3040                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3041
3042         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3043         if (!freespace_inode)
3044                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3045
3046         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3047                 ret = -EIO;
3048                 goto out;
3049         }
3050
3051         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
3052                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3053                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3054
3055         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3056                 truncated = true;
3057                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3058                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3059                 if (!logical_len)
3060                         goto out;
3061         }
3062
3063         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3064                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3065
3066                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3067                 if (freespace_inode)
3068                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3069                 else
3070                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3071                 if (IS_ERR(trans)) {
3072                         ret = PTR_ERR(trans);
3073                         trans = NULL;
3074                         goto out;
3075                 }
3076                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3077                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3078                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3079                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3080                 goto out;
3081         }
3082
3083         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3084         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3085
3086         if (freespace_inode)
3087                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3088         else
3089                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3090         if (IS_ERR(trans)) {
3091                 ret = PTR_ERR(trans);
3092                 trans = NULL;
3093                 goto out;
3094         }
3095
3096         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3097
3098         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3099                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3100         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3101                 BUG_ON(compress_type);
3102                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3103                                                 ordered_extent->file_offset,
3104                                                 ordered_extent->file_offset +
3105                                                 logical_len);
3106                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3107                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3108         } else {
3109                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3110                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3111                 if (!ret) {
3112                         clear_reserved_extent = false;
3113                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3114                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3115                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3116                 }
3117         }
3118         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3119                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3120         if (ret < 0) {
3121                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3122                 goto out;
3123         }
3124
3125         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3126         if (ret) {
3127                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3128                 goto out;
3129         }
3130
3131         /*
3132          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3133          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3134          * before updating the inode item.
3135          */
3136         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3137             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3138                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3139                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3140                                  &cached_state);
3141
3142         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3143         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3144         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3145                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3146                 goto out;
3147         }
3148         ret = 0;
3149 out:
3150         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3151                          &cached_state);
3152
3153         if (trans)
3154                 btrfs_end_transaction(trans);
3155
3156         if (ret || truncated) {
3157                 u64 unwritten_start = start;
3158
3159                 /*
3160                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3161                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3162                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3163                  * already set.  Any error during writeback would have already
3164                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3165                  * marking this ordered extent as failed.
3166                  */
3167                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3168                                              &ordered_extent->flags))
3169                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3170
3171                 if (truncated)
3172                         unwritten_start += logical_len;
3173                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3174
3175                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3176                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3177
3178                 /*
3179                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3180                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3181                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3182                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3183                  *
3184                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3185                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3186                  * has already been done.
3187                  */
3188                 if ((ret || !logical_len) &&
3189                     clear_reserved_extent &&
3190                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3191                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3192                         /*
3193                          * Discard the range before returning it back to the
3194                          * free space pool
3195                          */
3196                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3197                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3198                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3199                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3200                                                 NULL);
3201                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3202                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3203                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3204                         /*
3205                          * Actually free the qgroup rsv which was released when
3206                          * the ordered extent was created.
3207                          */
3208                         btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, inode->root->root_key.objectid,
3209                                                   ordered_extent->qgroup_rsv,
3210                                                   BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
3211                 }
3212         }
3213
3214         /*
3215          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3216          * updating everything for this ordered extent.
3217          */
3218         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3219
3220         /* once for us */
3221         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3222         /* once for the tree */
3223         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3224
3225         return ret;
3226 }
3227
3228 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
3229 {
3230         if (btrfs_is_zoned(btrfs_sb(ordered->inode->i_sb)) &&
3231             !test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags))
3232                 btrfs_finish_ordered_zoned(ordered);
3233         return btrfs_finish_one_ordered(ordered);
3234 }
3235
3236 /*
3237  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3238  * on the type of I/O.
3239  */
3240 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3241                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3242 {
3243         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3244         char *kaddr;
3245
3246         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3247
3248         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3249
3250         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3251         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3252         kunmap_local(kaddr);
3253
3254         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3255                 return -EIO;
3256         return 0;
3257 }
3258
3259 /*
3260  * Verify the checksum of a single data sector.
3261  *
3262  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3263  * @dev:        device the sector is on
3264  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3265  * @bv:         bio_vec to check
3266  *
3267  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3268  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3269  *
3270  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3271  */
3272 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3273                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3274 {
3275         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3276         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3277         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3278         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3279         u8 *csum_expected;
3280         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3281
3282         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3283
3284         if (!bbio->csum)
3285                 return true;
3286
3287         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3288             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3289                            1, NULL)) {
3290                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3291                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3292                                   EXTENT_NODATASUM);
3293                 return true;
3294         }
3295
3296         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3297                                 fs_info->csum_size;
3298         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3299                                     csum_expected))
3300                 goto zeroit;
3301         return true;
3302
3303 zeroit:
3304         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3305                                     bbio->mirror_num);
3306         if (dev)
3307                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3308         memzero_bvec(bv);
3309         return false;
3310 }
3311
3312 /*
3313  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3314  *
3315  * @inode: The inode we want to perform iput on
3316  *
3317  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3318  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3319  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3320  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3321  */
3322 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3323 {
3324         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3325         unsigned long flags;
3326
3327         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3328                 return;
3329
3330         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3331         /*
3332          * Need to be irq safe here because we can be called from either an irq
3333          * context (see bio.c and btrfs_put_ordered_extent()) or a non-irq
3334          * context.
3335          */
3336         spin_lock_irqsave(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3337         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3338         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3339         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3340         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3341                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3342 }
3343
3344 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3345                                     struct btrfs_inode *inode)
3346 {
3347         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3348         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3349         iput(&inode->vfs_inode);
3350         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3351                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3352         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3353 }
3354
3355 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3356                                    struct btrfs_inode *inode)
3357 {
3358         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3359                 spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3360                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3361                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3362                 spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3363         }
3364 }
3365
3366 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3367 {
3368         /*
3369          * btrfs_put_ordered_extent() can run in irq context (see bio.c), which
3370          * calls btrfs_add_delayed_iput() and that needs to lock
3371          * fs_info->delayed_iput_lock. So we need to disable irqs here to
3372          * prevent a deadlock.
3373          */
3374         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3375         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3376                 struct btrfs_inode *inode;
3377
3378                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3379                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3380                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3381                 if (need_resched()) {
3382                         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3383                         cond_resched();
3384                         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3385                 }
3386         }
3387         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3388 }
3389
3390 /*
3391  * Wait for flushing all delayed iputs
3392  *
3393  * @fs_info:  the filesystem
3394  *
3395  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3396  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3397  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3398  * that might get blocked on the iputs.
3399  *
3400  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3401  */
3402 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3403 {
3404         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3405                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3406         if (ret)
3407                 return -EINTR;
3408         return 0;
3409 }
3410
3411 /*
3412  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3413  * in the middle of an unlink.
3414  */
3415 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3416                      struct btrfs_inode *inode)
3417 {
3418         int ret;
3419
3420         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3421         if (ret && ret != -EEXIST) {
3422                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3423                 return ret;
3424         }
3425
3426         return 0;
3427 }
3428
3429 /*
3430  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3431  * this particular inode.
3432  */
3433 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3434                             struct btrfs_inode *inode)
3435 {
3436         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3437 }
3438
3439 /*
3440  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3441  * of this root.
3442  */
3443 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3444 {
3445         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3446         struct btrfs_path *path;
3447         struct extent_buffer *leaf;
3448         struct btrfs_key key, found_key;
3449         struct btrfs_trans_handle *trans;
3450         struct inode *inode;
3451         u64 last_objectid = 0;
3452         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3453
3454         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3455                 return 0;
3456
3457         path = btrfs_alloc_path();
3458         if (!path) {
3459                 ret = -ENOMEM;
3460                 goto out;
3461         }
3462         path->reada = READA_BACK;
3463
3464         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3465         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3466         key.offset = (u64)-1;
3467
3468         while (1) {
3469                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3470                 if (ret < 0)
3471                         goto out;
3472
3473                 /*
3474                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3475                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3476                  * find the key and see if we have stuff that matches
3477                  */
3478                 if (ret > 0) {
3479                         ret = 0;
3480                         if (path->slots[0] == 0)
3481                                 break;
3482                         path->slots[0]--;
3483                 }
3484
3485                 /* pull out the item */
3486                 leaf = path->nodes[0];
3487                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3488
3489                 /* make sure the item matches what we want */
3490                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3491                         break;
3492                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3493                         break;
3494
3495                 /* release the path since we're done with it */
3496                 btrfs_release_path(path);
3497
3498                 /*
3499                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3500                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3501                  * offset of the orphan item.
3502                  */
3503
3504                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3505                         /*
3506                          * We found the same inode as before. This means we were
3507                          * not able to remove its items via eviction triggered
3508                          * by an iput(). A transaction abort may have happened,
3509                          * due to -ENOSPC for example, so try to grab the error
3510                          * that lead to a transaction abort, if any.
3511                          */
3512                         btrfs_err(fs_info,
3513                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3514                         ret = BTRFS_FS_ERROR(fs_info) ?: -EINVAL;
3515                         goto out;
3516                 }
3517
3518                 last_objectid = found_key.offset;
3519
3520                 found_key.objectid = found_key.offset;
3521                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3522                 found_key.offset = 0;
3523                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3524                 if (IS_ERR(inode)) {
3525                         ret = PTR_ERR(inode);
3526                         inode = NULL;
3527                         if (ret != -ENOENT)
3528                                 goto out;
3529                 }
3530
3531                 if (!inode && root == fs_info->tree_root) {
3532                         struct btrfs_root *dead_root;
3533                         int is_dead_root = 0;
3534
3535                         /*
3536                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3537                          * could come from 2 sources:
3538                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3539                          *  b) a free space cache inode
3540                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3541                          * for a root must not get deleted before the deletion
3542                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3543                          *
3544                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3545                          * found all deleted roots and loaded them into
3546                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3547                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3548                          * up the root from that radix tree.
3549                          */
3550
3551                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3552                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3553                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3554                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3555                                 is_dead_root = 1;
3556                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3557
3558                         if (is_dead_root) {
3559                                 /* prevent this orphan from being found again */
3560                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3561                                 continue;
3562                         }
3563
3564                 }
3565
3566                 /*
3567                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3568                  * possibilities:
3569                  *
3570                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3571                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3572                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3573                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3574
3575                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3576                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3577                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3578                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3579                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3580                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3581                  *
3582                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3583                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3584                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3585                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3586                  * the orphan item.
3587                  *
3588                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3589                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3590                  * but either way, we can delete the orphan item.
3591                  */
3592                 if (!inode || inode->i_nlink) {
3593                         if (inode) {
3594                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3595                                 iput(inode);
3596                                 inode = NULL;
3597                                 if (ret)
3598                                         goto out;
3599                         }
3600                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3601                         if (IS_ERR(trans)) {
3602                                 ret = PTR_ERR(trans);
3603                                 goto out;
3604                         }
3605                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3606                                     found_key.objectid);
3607                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3608                                                     found_key.objectid);
3609                         btrfs_end_transaction(trans);
3610                         if (ret)
3611                                 goto out;
3612                         continue;
3613                 }
3614
3615                 nr_unlink++;
3616
3617                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3618                 iput(inode);
3619         }
3620         /* release the path since we're done with it */
3621         btrfs_release_path(path);
3622
3623         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3624                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3625                 if (!IS_ERR(trans))
3626                         btrfs_end_transaction(trans);
3627         }
3628
3629         if (nr_unlink)
3630                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3631
3632 out:
3633         if (ret)
3634                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3635         btrfs_free_path(path);
3636         return ret;
3637 }
3638
3639 /*
3640  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3641  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3642  *
3643  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3644  */
3645 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3646                                           int slot, u64 objectid,
3647                                           int *first_xattr_slot)
3648 {
3649         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3650         struct btrfs_key found_key;
3651         static u64 xattr_access = 0;
3652         static u64 xattr_default = 0;
3653         int scanned = 0;
3654
3655         if (!xattr_access) {
3656                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3657                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3658                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3659                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3660         }
3661
3662         slot++;
3663         *first_xattr_slot = -1;
3664         while (slot < nritems) {
3665                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3666
3667                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3668                 if (found_key.objectid != objectid)
3669                         return 0;
3670
3671                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3672                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3673                         if (*first_xattr_slot == -1)
3674                                 *first_xattr_slot = slot;
3675                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3676                             found_key.offset == xattr_default)
3677                                 return 1;
3678                 }
3679
3680                 /*
3681                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3682                  * be any acls later on
3683                  */
3684                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3685                         return 0;
3686
3687                 slot++;
3688                 scanned++;
3689
3690                 /*
3691                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3692                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3693                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3694                  * this is just an optimization
3695                  */
3696                 if (scanned >= 8)
3697                         break;
3698         }
3699         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3700          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3701          * has acls
3702          */
3703         if (*first_xattr_slot == -1)
3704                 *first_xattr_slot = slot;
3705         return 1;
3706 }
3707
3708 /*
3709  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3710  */
3711 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3712                                    struct btrfs_path *in_path)
3713 {
3714         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3715         struct btrfs_path *path = in_path;
3716         struct extent_buffer *leaf;
3717         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3718         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3719         struct btrfs_key location;
3720         unsigned long ptr;
3721         int maybe_acls;
3722         u32 rdev;
3723         int ret;
3724         bool filled = false;
3725         int first_xattr_slot;
3726
3727         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3728         if (!ret)
3729                 filled = true;
3730
3731         if (!path) {
3732                 path = btrfs_alloc_path();
3733                 if (!path)
3734                         return -ENOMEM;
3735         }
3736
3737         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3738
3739         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3740         if (ret) {
3741                 if (path != in_path)
3742                         btrfs_free_path(path);
3743                 return ret;
3744         }
3745
3746         leaf = path->nodes[0];
3747
3748         if (filled)
3749                 goto cache_index;
3750
3751         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3752                                     struct btrfs_inode_item);
3753         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3754         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3755         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3756         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3757         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3758         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3759                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3760
3761         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3762         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3763
3764         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3765         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3766
3767         inode_set_ctime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime),
3768                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime));
3769
3770         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3771                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3772         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3773                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3774
3775         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3776         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3777         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3778
3779         inode_set_iversion_queried(inode,
3780                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3781         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3782         inode->i_rdev = 0;
3783         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3784
3785         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3786         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3787                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3788
3789 cache_index:
3790         /*
3791          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3792          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3793          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3794          * cache.
3795          *
3796          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3797          * in delayed_nodes_tree.
3798          */
3799         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3800                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3801                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3802
3803         /*
3804          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3805          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3806          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3807          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3808          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3809          * replayed. For example, in the scenario:
3810          *
3811          * touch mydir/foo
3812          * ln mydir/foo mydir/bar
3813          * sync
3814          * unlink mydir/bar
3815          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3816          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3817          * <power failure>
3818          * mount fs, triggers fsync log replay
3819          *
3820          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3821          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3822          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3823          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3824          *
3825          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3826          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3827          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3828          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3829          */
3830         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3831
3832         /*
3833          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3834          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3835          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3836          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3837          */
3838         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3839
3840         path->slots[0]++;
3841         if (inode->i_nlink != 1 ||
3842             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3843                 goto cache_acl;
3844
3845         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3846         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3847                 goto cache_acl;
3848
3849         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3850         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3851                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3852
3853                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3854                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3855         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3856                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3857
3858                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3859                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3860                                                                      extref);
3861         }
3862 cache_acl:
3863         /*
3864          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3865          * any xattrs or acls
3866          */
3867         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3868                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3869         if (first_xattr_slot != -1) {
3870                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3871                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3872                 if (ret)
3873                         btrfs_err(fs_info,
3874                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3875                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3876                                   root->root_key.objectid, ret);
3877         }
3878         if (path != in_path)
3879                 btrfs_free_path(path);
3880
3881         if (!maybe_acls)
3882                 cache_no_acl(inode);
3883
3884         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3885         case S_IFREG:
3886                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3887                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3888                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3889                 break;
3890         case S_IFDIR:
3891                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3892                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3893                 break;
3894         case S_IFLNK:
3895                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3896                 inode_nohighmem(inode);
3897                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3898                 break;
3899         default:
3900                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3901                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3902                 break;
3903         }
3904
3905         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3906         return 0;
3907 }
3908
3909 /*
3910  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3911  */
3912 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3913                             struct extent_buffer *leaf,
3914                             struct btrfs_inode_item *item,
3915                             struct inode *inode)
3916 {
3917         struct btrfs_map_token token;
3918         u64 flags;
3919
3920         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3921
3922         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3923         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3924         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3925         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
3926         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
3927
3928         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
3929                                      inode->i_atime.tv_sec);
3930         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
3931                                       inode->i_atime.tv_nsec);
3932
3933         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
3934                                      inode->i_mtime.tv_sec);
3935         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
3936                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
3937
3938         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
3939                                      inode_get_ctime(inode).tv_sec);
3940         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
3941                                       inode_get_ctime(inode).tv_nsec);
3942
3943         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
3944                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
3945         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
3946                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
3947
3948         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
3949         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
3950                                          BTRFS_I(inode)->generation);
3951         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
3952         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
3953         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
3954         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
3955                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3956         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
3957         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
3958 }
3959
3960 /*
3961  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3962  */
3963 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3964                                 struct btrfs_root *root,
3965                                 struct btrfs_inode *inode)
3966 {
3967         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3968         struct btrfs_path *path;
3969         struct extent_buffer *leaf;
3970         int ret;
3971
3972         path = btrfs_alloc_path();
3973         if (!path)
3974                 return -ENOMEM;
3975
3976         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
3977         if (ret) {
3978                 if (ret > 0)
3979                         ret = -ENOENT;
3980                 goto failed;
3981         }
3982
3983         leaf = path->nodes[0];
3984         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3985                                     struct btrfs_inode_item);
3986
3987         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
3988         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3989         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
3990         ret = 0;
3991 failed:
3992         btrfs_free_path(path);
3993         return ret;
3994 }
3995
3996 /*
3997  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3998  */
3999 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4000                                 struct btrfs_root *root,
4001                                 struct btrfs_inode *inode)
4002 {
4003         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4004         int ret;
4005
4006         /*
4007          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4008          * if we put it into the delayed code.
4009          *
4010          * The data relocation inode should also be directly updated
4011          * without delay
4012          */
4013         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4014             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4015             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4016                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4017
4018                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4019                 if (!ret)
4020                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4021                 return ret;
4022         }
4023
4024         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4025 }
4026
4027 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4028                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4029 {
4030         int ret;
4031
4032         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4033         if (ret == -ENOSPC)
4034                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4035         return ret;
4036 }
4037
4038 /*
4039  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4040  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4041  * also drops the back refs in the inode to the directory
4042  */
4043 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4044                                 struct btrfs_inode *dir,
4045                                 struct btrfs_inode *inode,
4046                                 const struct fscrypt_str *name,
4047                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4048 {
4049         struct btrfs_root *root = dir->root;
4050         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4051         struct btrfs_path *path;
4052         int ret = 0;
4053         struct btrfs_dir_item *di;
4054         u64 index;
4055         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4056         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4057
4058         path = btrfs_alloc_path();
4059         if (!path) {
4060                 ret = -ENOMEM;
4061                 goto out;
4062         }
4063
4064         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4065         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4066                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4067                 goto err;
4068         }
4069         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4070         if (ret)
4071                 goto err;
4072         btrfs_release_path(path);
4073
4074         /*
4075          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4076          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4077          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4078          *
4079          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4080          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4081          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4082          * we update the inode item.
4083          */
4084         if (inode->dir_index) {
4085                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4086                 if (!ret) {
4087                         index = inode->dir_index;
4088                         goto skip_backref;
4089                 }
4090         }
4091
4092         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4093         if (ret) {
4094                 btrfs_info(fs_info,
4095                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4096                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4097                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4098                 goto err;
4099         }
4100 skip_backref:
4101         if (rename_ctx)
4102                 rename_ctx->index = index;
4103
4104         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4105         if (ret) {
4106                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4107                 goto err;
4108         }
4109
4110         /*
4111          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4112          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4113          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4114          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4115          */
4116         if (!rename_ctx) {
4117                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4118                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4119         }
4120
4121         /*
4122          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4123          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4124          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4125          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4126          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4127          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4128          * holding.
4129          */
4130         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4131 err:
4132         btrfs_free_path(path);
4133         if (ret)
4134                 goto out;
4135
4136         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4137         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4138         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4139         inode_set_ctime_current(&inode->vfs_inode);
4140         dir->vfs_inode.i_mtime = inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode);
4141         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4142 out:
4143         return ret;
4144 }
4145
4146 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4147                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4148                        const struct fscrypt_str *name)
4149 {
4150         int ret;
4151
4152         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4153         if (!ret) {
4154                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4155                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4156         }
4157         return ret;
4158 }
4159
4160 /*
4161  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4162  *
4163  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4164  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4165  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4166  * allow the unlink to occur.
4167  */
4168 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4169 {
4170         struct btrfs_root *root = dir->root;
4171
4172         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4173                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4174 }
4175
4176 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4177 {
4178         struct btrfs_trans_handle *trans;
4179         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4180         int ret;
4181         struct fscrypt_name fname;
4182
4183         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4184         if (ret)
4185                 return ret;
4186
4187         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4188
4189         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4190         if (IS_ERR(trans)) {
4191                 ret = PTR_ERR(trans);
4192                 goto fscrypt_free;
4193         }
4194
4195         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4196                                 false);
4197
4198         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4199                                  &fname.disk_name);
4200         if (ret)
4201                 goto end_trans;
4202
4203         if (inode->i_nlink == 0) {
4204                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4205                 if (ret)
4206                         goto end_trans;
4207         }
4208
4209 end_trans:
4210         btrfs_end_transaction(trans);
4211         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4212 fscrypt_free:
4213         fscrypt_free_filename(&fname);
4214         return ret;
4215 }
4216
4217 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4218                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4219 {
4220         struct btrfs_root *root = dir->root;
4221         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4222         struct btrfs_path *path;
4223         struct extent_buffer *leaf;
4224         struct btrfs_dir_item *di;
4225         struct btrfs_key key;
4226         u64 index;
4227         int ret;
4228         u64 objectid;
4229         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4230         struct fscrypt_name fname;
4231
4232         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4233         if (ret)
4234                 return ret;
4235
4236         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4237
4238         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4239                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4240         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4241                 objectid = inode->location.objectid;
4242         } else {
4243                 WARN_ON(1);
4244                 fscrypt_free_filename(&fname);
4245                 return -EINVAL;
4246         }
4247
4248         path = btrfs_alloc_path();
4249         if (!path) {
4250                 ret = -ENOMEM;
4251                 goto out;
4252         }
4253
4254         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4255                                    &fname.disk_name, -1);
4256         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4257                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4258                 goto out;
4259         }
4260
4261         leaf = path->nodes[0];
4262         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4263         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4264         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4265         if (ret) {
4266                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4267                 goto out;
4268         }
4269         btrfs_release_path(path);
4270
4271         /*
4272          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4273          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4274          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4275          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4276          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4277          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4278          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4279          */
4280         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4281                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4282                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4283                         if (!di)
4284                                 ret = -ENOENT;
4285                         else
4286                                 ret = PTR_ERR(di);
4287                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4288                         goto out;
4289                 }
4290
4291                 leaf = path->nodes[0];
4292                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4293                 index = key.offset;
4294                 btrfs_release_path(path);
4295         } else {
4296                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4297                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4298                                          &index, &fname.disk_name);
4299                 if (ret) {
4300                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4301                         goto out;
4302                 }
4303         }
4304
4305         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4306         if (ret) {
4307                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4308                 goto out;
4309         }
4310
4311         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4312         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4313         dir->vfs_inode.i_mtime = inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode);
4314         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, dir);
4315         if (ret)
4316                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4317 out:
4318         btrfs_free_path(path);
4319         fscrypt_free_filename(&fname);
4320         return ret;
4321 }
4322
4323 /*
4324  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4325  * default.
4326  */
4327 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4328 {
4329         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4330         struct btrfs_path *path;
4331         struct btrfs_dir_item *di;
4332         struct btrfs_key key;
4333         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4334         u64 dir_id;
4335         int ret;
4336
4337         path = btrfs_alloc_path();
4338         if (!path)
4339                 return -ENOMEM;
4340
4341         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4342         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4343         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4344                                    dir_id, &name, 0);
4345         if (di && !IS_ERR(di)) {
4346                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4347                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4348                         ret = -EPERM;
4349                         btrfs_err(fs_info,
4350                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4351                                   key.objectid);
4352                         goto out;
4353                 }
4354                 btrfs_release_path(path);
4355         }
4356
4357         key.objectid = root->root_key.objectid;
4358         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4359         key.offset = (u64)-1;
4360
4361         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4362         if (ret < 0)
4363                 goto out;
4364         BUG_ON(ret == 0);
4365
4366         ret = 0;
4367         if (path->slots[0] > 0) {
4368                 path->slots[0]--;
4369                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4370                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4371                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4372                         ret = -ENOTEMPTY;
4373         }
4374 out:
4375         btrfs_free_path(path);
4376         return ret;
4377 }
4378
4379 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4380 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4381 {
4382         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4383         struct rb_node *node;
4384         struct rb_node *prev;
4385         struct btrfs_inode *entry;
4386         struct inode *inode;
4387         u64 objectid = 0;
4388
4389         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4390                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4391
4392         spin_lock(&root->inode_lock);
4393 again:
4394         node = root->inode_tree.rb_node;
4395         prev = NULL;
4396         while (node) {
4397                 prev = node;
4398                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4399
4400                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4401                         node = node->rb_left;
4402                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4403                         node = node->rb_right;
4404                 else
4405                         break;
4406         }
4407         if (!node) {
4408                 while (prev) {
4409                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4410                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4411                                 node = prev;
4412                                 break;
4413                         }
4414                         prev = rb_next(prev);
4415                 }
4416         }
4417         while (node) {
4418                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4419                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4420                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4421                 if (inode) {
4422                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4423                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4424                                 d_prune_aliases(inode);
4425                         /*
4426                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4427                          * cache when its usage count hits zero.
4428                          */
4429                         iput(inode);
4430                         cond_resched();
4431                         spin_lock(&root->inode_lock);
4432                         goto again;
4433                 }
4434
4435                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4436                         goto again;
4437
4438                 node = rb_next(node);
4439         }
4440         spin_unlock(&root->inode_lock);
4441 }
4442
4443 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4444 {
4445         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4446         struct btrfs_root *root = dir->root;
4447         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4448         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4449         struct btrfs_trans_handle *trans;
4450         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4451         u64 root_flags;
4452         int ret;
4453
4454         /*
4455          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4456          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4457          * again is not run concurrently.
4458          */
4459         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4460         if (dest->send_in_progress) {
4461                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4462                 btrfs_warn(fs_info,
4463                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4464                            dest->root_key.objectid);
4465                 return -EPERM;
4466         }
4467         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4468                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4469                 btrfs_warn(fs_info,
4470                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4471                            root->root_key.objectid);
4472                 return -EPERM;
4473         }
4474         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4475         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4476                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4477         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4478
4479         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4480
4481         ret = may_destroy_subvol(dest);
4482         if (ret)
4483                 goto out_up_write;
4484
4485         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4486         /*
4487          * One for dir inode,
4488          * two for dir entries,
4489          * two for root ref/backref.
4490          */
4491         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4492         if (ret)
4493                 goto out_up_write;
4494
4495         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4496         if (IS_ERR(trans)) {
4497                 ret = PTR_ERR(trans);
4498                 goto out_release;
4499         }
4500         trans->block_rsv = &block_rsv;
4501         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4502
4503         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4504
4505         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4506         if (ret) {
4507                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4508                 goto out_end_trans;
4509         }
4510
4511         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4512         if (ret) {
4513                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4514                 goto out_end_trans;
4515         }
4516
4517         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4518                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4519         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4520         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4521
4522         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4523                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4524                                         fs_info->tree_root,
4525                                         dest->root_key.objectid);
4526                 if (ret) {
4527                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4528                         goto out_end_trans;
4529                 }
4530         }
4531
4532         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4533                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4534                                   dest->root_key.objectid);
4535         if (ret && ret != -ENOENT) {
4536                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4537                 goto out_end_trans;
4538         }
4539         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4540                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4541                                           dest->root_item.received_uuid,
4542                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4543                                           dest->root_key.objectid);
4544                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4545                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4546                         goto out_end_trans;
4547                 }
4548         }
4549
4550         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4551         dest->anon_dev = 0;
4552 out_end_trans:
4553         trans->block_rsv = NULL;
4554         trans->bytes_reserved = 0;
4555         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4556         inode->i_flags |= S_DEAD;
4557 out_release:
4558         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4559 out_up_write:
4560         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4561         if (ret) {
4562                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4563                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4564                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4565                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4566                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4567         } else {
4568                 d_invalidate(dentry);
4569                 btrfs_prune_dentries(dest);
4570                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4571         }
4572
4573         return ret;
4574 }
4575
4576 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4577 {
4578         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4579         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4580         int err = 0;
4581         struct btrfs_trans_handle *trans;
4582         u64 last_unlink_trans;
4583         struct fscrypt_name fname;
4584
4585         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4586                 return -ENOTEMPTY;
4587         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4588                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4589                         btrfs_err(fs_info,
4590                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4591                         return -EOPNOTSUPP;
4592                 }
4593                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4594         }
4595
4596         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4597         if (err)
4598                 return err;
4599
4600         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4601
4602         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4603         if (IS_ERR(trans)) {
4604                 err = PTR_ERR(trans);
4605                 goto out_notrans;
4606         }
4607
4608         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4609                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4610                 goto out;
4611         }
4612
4613         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4614         if (err)
4615                 goto out;
4616
4617         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4618
4619         /* now the directory is empty */
4620         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4621                                  &fname.disk_name);
4622         if (!err) {
4623                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4624                 /*
4625                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4626                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4627                  * log tree in the case we do something like this:
4628                  * 1) create dir foo
4629                  * 2) create snapshot under dir foo
4630                  * 3) delete the snapshot
4631                  * 4) rmdir foo
4632                  * 5) mkdir foo
4633                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4634                  */
4635                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4636                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4637         }
4638 out:
4639         btrfs_end_transaction(trans);
4640 out_notrans:
4641         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4642         fscrypt_free_filename(&fname);
4643
4644         return err;
4645 }
4646
4647 /*
4648  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4649  * @inode - inode that we're zeroing
4650  * @from - the offset to start zeroing
4651  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4652  *      offset
4653  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4654  *
4655  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4656  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4657  */
4658 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4659                          int front)
4660 {
4661         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4662         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4663         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4664         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4665         struct extent_state *cached_state = NULL;
4666         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4667         bool only_release_metadata = false;
4668         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4669         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4670         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4671         struct page *page;
4672         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4673         size_t write_bytes = blocksize;
4674         int ret = 0;
4675         u64 block_start;
4676         u64 block_end;
4677
4678         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4679             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4680                 goto out;
4681
4682         block_start = round_down(from, blocksize);
4683         block_end = block_start + blocksize - 1;
4684
4685         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4686                                           blocksize, false);
4687         if (ret < 0) {
4688                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4689                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4690                         only_release_metadata = true;
4691                 } else {
4692                         goto out;
4693                 }
4694         }
4695         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4696         if (ret < 0) {
4697                 if (!only_release_metadata)
4698                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4699                                                        block_start, blocksize);
4700                 goto out;
4701         }
4702 again:
4703         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4704         if (!page) {
4705                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4706                                              blocksize, true);
4707                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4708                 ret = -ENOMEM;
4709                 goto out;
4710         }
4711
4712         if (!PageUptodate(page)) {
4713                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4714                 lock_page(page);
4715                 if (page->mapping != mapping) {
4716                         unlock_page(page);
4717                         put_page(page);
4718                         goto again;
4719                 }
4720                 if (!PageUptodate(page)) {
4721                         ret = -EIO;
4722                         goto out_unlock;
4723                 }
4724         }
4725
4726         /*
4727          * We unlock the page after the io is completed and then re-lock it
4728          * above.  release_folio() could have come in between that and cleared
4729          * PagePrivate(), but left the page in the mapping.  Set the page mapped
4730          * here to make sure it's properly set for the subpage stuff.
4731          */
4732         ret = set_page_extent_mapped(page);
4733         if (ret < 0)
4734                 goto out_unlock;
4735
4736         wait_on_page_writeback(page);
4737
4738         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4739
4740         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4741         if (ordered) {
4742                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4743                 unlock_page(page);
4744                 put_page(page);
4745                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4746                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4747                 goto again;
4748         }
4749
4750         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4751                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4752                          &cached_state);
4753
4754         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4755                                         &cached_state);
4756         if (ret) {
4757                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4758                 goto out_unlock;
4759         }
4760
4761         if (offset != blocksize) {
4762                 if (!len)
4763                         len = blocksize - offset;
4764                 if (front)
4765                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4766                                      offset);
4767                 else
4768                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4769                                      len);
4770         }
4771         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4772                                  block_end + 1 - block_start);
4773         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4774         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4775
4776         if (only_release_metadata)
4777                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4778                                EXTENT_NORESERVE, NULL);
4779
4780 out_unlock:
4781         if (ret) {
4782                 if (only_release_metadata)
4783                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4784                 else
4785                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4786                                         block_start, blocksize, true);
4787         }
4788         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4789         unlock_page(page);
4790         put_page(page);
4791 out:
4792         if (only_release_metadata)
4793                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4794         extent_changeset_free(data_reserved);
4795         return ret;
4796 }
4797
4798 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4799                              u64 offset, u64 len)
4800 {
4801         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4802         struct btrfs_trans_handle *trans;
4803         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4804         int ret;
4805
4806         /*
4807          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4808          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4809          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4810          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4811          */
4812         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4813                 return 0;
4814
4815         /*
4816          * 1 - for the one we're dropping
4817          * 1 - for the one we're adding
4818          * 1 - for updating the inode.
4819          */
4820         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4821         if (IS_ERR(trans))
4822                 return PTR_ERR(trans);
4823
4824         drop_args.start = offset;
4825         drop_args.end = offset + len;
4826         drop_args.drop_cache = true;
4827
4828         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4829         if (ret) {
4830                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4831                 btrfs_end_transaction(trans);
4832                 return ret;
4833         }
4834
4835         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4836         if (ret) {
4837                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4838         } else {
4839                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4840                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4841         }
4842         btrfs_end_transaction(trans);
4843         return ret;
4844 }
4845
4846 /*
4847  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4848  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4849  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4850  * the range between oldsize and size
4851  */
4852 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4853 {
4854         struct btrfs_root *root = inode->root;
4855         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4856         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4857         struct extent_map *em = NULL;
4858         struct extent_state *cached_state = NULL;
4859         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4860         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4861         u64 last_byte;
4862         u64 cur_offset;
4863         u64 hole_size;
4864         int err = 0;
4865
4866         /*
4867          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4868          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4869          * expose stale data.
4870          */
4871         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4872         if (err)
4873                 return err;
4874
4875         if (size <= hole_start)
4876                 return 0;
4877
4878         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4879                                            &cached_state);
4880         cur_offset = hole_start;
4881         while (1) {
4882                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
4883                                       block_end - cur_offset);
4884                 if (IS_ERR(em)) {
4885                         err = PTR_ERR(em);
4886                         em = NULL;
4887                         break;
4888                 }
4889                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4890                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4891                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4892
4893                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
4894                         struct extent_map *hole_em;
4895
4896                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
4897                                                 hole_size);
4898                         if (err)
4899                                 break;
4900
4901                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4902                                                         cur_offset, hole_size);
4903                         if (err)
4904                                 break;
4905
4906                         hole_em = alloc_extent_map();
4907                         if (!hole_em) {
4908                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
4909                                                     cur_offset + hole_size - 1,
4910                                                     false);
4911                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
4912                                 goto next;
4913                         }
4914                         hole_em->start = cur_offset;
4915                         hole_em->len = hole_size;
4916                         hole_em->orig_start = cur_offset;
4917
4918                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
4919                         hole_em->block_len = 0;
4920                         hole_em->orig_block_len = 0;
4921                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4922                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
4923                         hole_em->generation = fs_info->generation;
4924
4925                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
4926                         free_extent_map(hole_em);
4927                 } else {
4928                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4929                                                         cur_offset, hole_size);
4930                         if (err)
4931                                 break;
4932                 }
4933 next:
4934                 free_extent_map(em);
4935                 em = NULL;
4936                 cur_offset = last_byte;
4937                 if (cur_offset >= block_end)
4938                         break;
4939         }
4940         free_extent_map(em);
4941         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
4942         return err;
4943 }
4944
4945 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
4946 {
4947         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
4948         struct btrfs_trans_handle *trans;
4949         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
4950         loff_t newsize = attr->ia_size;
4951         int mask = attr->ia_valid;
4952         int ret;
4953
4954         /*
4955          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
4956          * special case where we need to update the times despite not having
4957          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
4958          * explicitly if it wants a timestamp update.
4959          */
4960         if (newsize != oldsize) {
4961                 inode_inc_iversion(inode);
4962                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
4963                         inode->i_mtime = inode_set_ctime_current(inode);
4964                 }
4965         }
4966
4967         if (newsize > oldsize) {
4968                 /*
4969                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
4970                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
4971                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
4972                  * truncation, it must capture all writes that happened before
4973                  * this truncation.
4974                  */
4975                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
4976                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
4977                 if (ret) {
4978                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4979                         return ret;
4980                 }
4981
4982                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
4983                 if (IS_ERR(trans)) {
4984                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4985                         return PTR_ERR(trans);
4986                 }
4987
4988                 i_size_write(inode, newsize);
4989                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4990                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
4991                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
4992                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4993                 btrfs_end_transaction(trans);
4994         } else {
4995                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
4996
4997                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
4998                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
4999                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5000                                         (u64)-1);
5001                         if (ret)
5002                                 return ret;
5003                 }
5004
5005                 /*
5006                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5007                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5008                  * on close.
5009                  */
5010                 if (newsize == 0)
5011                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5012                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5013
5014                 truncate_setsize(inode, newsize);
5015
5016                 inode_dio_wait(inode);
5017
5018                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5019                 if (ret && inode->i_nlink) {
5020                         int err;
5021
5022                         /*
5023                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5024                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5025                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5026                          * in-memory size to match.
5027                          */
5028                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5029                         if (err)
5030                                 return err;
5031                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5032                 }
5033         }
5034
5035         return ret;
5036 }
5037
5038 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5039                          struct iattr *attr)
5040 {
5041         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5042         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5043         int err;
5044
5045         if (btrfs_root_readonly(root))
5046                 return -EROFS;
5047
5048         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5049         if (err)
5050                 return err;
5051
5052         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5053                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5054                 if (err)
5055                         return err;
5056         }
5057
5058         if (attr->ia_valid) {
5059                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5060                 inode_inc_iversion(inode);
5061                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5062
5063                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5064                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5065         }
5066
5067         return err;
5068 }
5069
5070 /*
5071  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5072  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5073  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5074  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5075  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5076  * wasting lots of time.
5077  *
5078  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5079  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5080  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5081  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5082  */
5083 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5084 {
5085         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5086         struct rb_node *node;
5087
5088         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5089         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5090
5091         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5092
5093         /*
5094          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5095          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5096          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5097          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5098          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5099          * ranges can still be locked and eviction started because before
5100          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5101          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5102          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5103          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5104          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5105          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5106          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5107          * use-after-free issue.
5108          */
5109         spin_lock(&io_tree->lock);
5110         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5111                 struct extent_state *state;
5112                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5113                 u64 start;
5114                 u64 end;
5115                 unsigned state_flags;
5116
5117                 node = rb_first(&io_tree->state);
5118                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5119                 start = state->start;
5120                 end = state->end;
5121                 state_flags = state->state;
5122                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5123
5124                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5125
5126                 /*
5127                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5128                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5129                  * So we need to free its reserved space here.
5130                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5131                  *
5132                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5133                  */
5134                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5135                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5136                                                end - start + 1);
5137
5138                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5139                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5140                                  &cached_state);
5141
5142                 cond_resched();
5143                 spin_lock(&io_tree->lock);
5144         }
5145         spin_unlock(&io_tree->lock);
5146 }
5147
5148 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5149                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5150 {
5151         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5152         struct btrfs_trans_handle *trans;
5153         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5154         int ret;
5155
5156         /*
5157          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5158          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5159          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5160          *
5161          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5162          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5163          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5164          * delayed refs activity by truncating.
5165          *
5166          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5167          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5168          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5169          */
5170         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5171                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5172         if (ret) {
5173                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5174                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5175                 if (ret) {
5176                         btrfs_warn(fs_info,
5177                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5178                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5179                 }
5180                 delayed_refs_extra = 0;
5181         }
5182
5183         trans = btrfs_join_transaction(root);
5184         if (IS_ERR(trans))
5185                 return trans;
5186
5187         if (delayed_refs_extra) {
5188                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5189                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5190                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5191                                         delayed_refs_extra, true);
5192         }
5193         return trans;
5194 }
5195
5196 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5197 {
5198         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5199         struct btrfs_trans_handle *trans;
5200         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5201         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5202         int ret;
5203
5204         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5205
5206         if (!root) {
5207                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5208                 clear_inode(inode);
5209                 return;
5210         }
5211
5212         evict_inode_truncate_pages(inode);
5213
5214         if (inode->i_nlink &&
5215             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5216               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5217              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5218                 goto out;
5219
5220         if (is_bad_inode(inode))
5221                 goto out;
5222
5223         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5224                 goto out;
5225
5226         if (inode->i_nlink > 0) {
5227                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5228                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5229                 goto out;
5230         }
5231
5232         /*
5233          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5234          * the inode update is released.
5235          */
5236         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5237         if (ret)
5238                 goto out;
5239
5240         /*
5241          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5242          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5243          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5244          * the truncate.
5245          */
5246         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5247
5248         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5249         if (!rsv)
5250                 goto out;
5251         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5252         rsv->failfast = true;
5253
5254         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5255
5256         while (1) {
5257                 struct btrfs_truncate_control control = {
5258                         .inode = BTRFS_I(inode),
5259                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5260                         .new_size = 0,
5261                         .min_type = 0,
5262                 };
5263
5264                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5265                 if (IS_ERR(trans))
5266                         goto out;
5267
5268                 trans->block_rsv = rsv;
5269
5270                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5271                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5272                 btrfs_end_transaction(trans);
5273                 /*
5274                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5275                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5276                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5277                  */
5278                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5279                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5280                         goto out;
5281                 else if (!ret)
5282                         break;
5283         }
5284
5285         /*
5286          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5287          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5288          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5289          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5290          *
5291          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5292          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5293          */
5294         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5295         if (!IS_ERR(trans)) {
5296                 trans->block_rsv = rsv;
5297                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5298                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5299                 btrfs_end_transaction(trans);
5300         }
5301
5302 out:
5303         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5304         /*
5305          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5306          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5307          * to retry these periodically in the future.
5308          */
5309         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5310         fsverity_cleanup_inode(inode);
5311         clear_inode(inode);
5312 }
5313
5314 /*
5315  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5316  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5317  *
5318  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5319  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5320  */
5321 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5322                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5323 {
5324         struct btrfs_dir_item *di;
5325         struct btrfs_path *path;
5326         struct btrfs_root *root = dir->root;
5327         int ret = 0;
5328         struct fscrypt_name fname;
5329
5330         path = btrfs_alloc_path();
5331         if (!path)
5332                 return -ENOMEM;
5333
5334         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5335         if (ret < 0)
5336                 goto out;
5337         /*
5338          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5339          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5340          */
5341         ASSERT(ret == 0);
5342
5343         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5344
5345         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5346                                    &fname.disk_name, 0);
5347         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5348                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5349                 goto out;
5350         }
5351
5352         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5353         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5354             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5355                 ret = -EUCLEAN;
5356                 btrfs_warn(root->fs_info,
5357 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5358                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5359                            location->objectid, location->type, location->offset);
5360         }
5361         if (!ret)
5362                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5363 out:
5364         fscrypt_free_filename(&fname);
5365         btrfs_free_path(path);
5366         return ret;
5367 }
5368
5369 /*
5370  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5371  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5372  * is kind of like crossing a mount point.
5373  */
5374 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5375                                     struct btrfs_inode *dir,
5376                                     struct dentry *dentry,
5377                                     struct btrfs_key *location,
5378                                     struct btrfs_root **sub_root)
5379 {
5380         struct btrfs_path *path;
5381         struct btrfs_root *new_root;
5382         struct btrfs_root_ref *ref;
5383         struct extent_buffer *leaf;
5384         struct btrfs_key key;
5385         int ret;
5386         int err = 0;
5387         struct fscrypt_name fname;
5388
5389         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5390         if (ret)
5391                 return ret;
5392
5393         path = btrfs_alloc_path();
5394         if (!path) {
5395                 err = -ENOMEM;
5396                 goto out;
5397         }
5398
5399         err = -ENOENT;
5400         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5401         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5402         key.offset = location->objectid;
5403
5404         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5405         if (ret) {
5406                 if (ret < 0)
5407                         err = ret;
5408                 goto out;
5409         }
5410
5411         leaf = path->nodes[0];
5412         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5413         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5414             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5415                 goto out;
5416
5417         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5418                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5419         if (ret)
5420                 goto out;
5421
5422         btrfs_release_path(path);
5423
5424         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5425         if (IS_ERR(new_root)) {
5426                 err = PTR_ERR(new_root);
5427                 goto out;
5428         }
5429
5430         *sub_root = new_root;
5431         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5432         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5433         location->offset = 0;
5434         err = 0;
5435 out:
5436         btrfs_free_path(path);
5437         fscrypt_free_filename(&fname);
5438         return err;
5439 }
5440
5441 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5442 {
5443         struct btrfs_root *root = inode->root;
5444         struct btrfs_inode *entry;
5445         struct rb_node **p;
5446         struct rb_node *parent;
5447         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5448         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5449
5450         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5451                 return;
5452         parent = NULL;
5453         spin_lock(&root->inode_lock);
5454         p = &root->inode_tree.rb_node;
5455         while (*p) {
5456                 parent = *p;
5457                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5458
5459                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5460                         p = &parent->rb_left;
5461                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5462                         p = &parent->rb_right;
5463                 else {
5464                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5465                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5466                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5467                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5468                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5469                         return;
5470                 }
5471         }
5472         rb_link_node(new, parent, p);
5473         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5474         spin_unlock(&root->inode_lock);
5475 }
5476
5477 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5478 {
5479         struct btrfs_root *root = inode->root;
5480         int empty = 0;
5481
5482         spin_lock(&root->inode_lock);
5483         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5484                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5485                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5486                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5487         }
5488         spin_unlock(&root->inode_lock);
5489
5490         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5491                 spin_lock(&root->inode_lock);
5492                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5493                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5494                 if (empty)
5495                         btrfs_add_dead_root(root);
5496         }
5497 }
5498
5499
5500 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5501 {
5502         struct btrfs_iget_args *args = p;
5503
5504         inode->i_ino = args->ino;
5505         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5506         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5507         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5508         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5509         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5510
5511         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5512             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5513                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5514                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5515         return 0;
5516 }
5517
5518 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5519 {
5520         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5521
5522         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5523                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5524 }
5525
5526 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5527                                        struct btrfs_root *root)
5528 {
5529         struct inode *inode;
5530         struct btrfs_iget_args args;
5531         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5532
5533         args.ino = ino;
5534         args.root = root;
5535
5536         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5537                              btrfs_init_locked_inode,
5538                              (void *)&args);
5539         return inode;
5540 }
5541
5542 /*
5543  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5544  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5545  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5546  * later.
5547  */
5548 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5549                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5550 {
5551         struct inode *inode;
5552
5553         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5554         if (!inode)
5555                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5556
5557         if (inode->i_state & I_NEW) {
5558                 int ret;
5559
5560                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5561                 if (!ret) {
5562                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5563                         unlock_new_inode(inode);
5564                 } else {
5565                         iget_failed(inode);
5566                         /*
5567                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5568                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5569                          * was not found.
5570                          */
5571                         if (ret > 0)
5572                                 ret = -ENOENT;
5573                         inode = ERR_PTR(ret);
5574                 }
5575         }
5576
5577         return inode;
5578 }
5579
5580 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5581 {
5582         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5583 }
5584
5585 static struct inode *new_simple_dir(struct inode *dir,
5586                                     struct btrfs_key *key,
5587                                     struct btrfs_root *root)
5588 {
5589         struct inode *inode = new_inode(dir->i_sb);
5590
5591         if (!inode)
5592                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5593
5594         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5595         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5596         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5597
5598         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5599         /*
5600          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5601          * associated with the dentry
5602          */
5603         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5604         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5605         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5606         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5607         inode->i_mtime = inode_set_ctime_current(inode);
5608         inode->i_atime = dir->i_atime;
5609         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5610         inode->i_uid = dir->i_uid;
5611         inode->i_gid = dir->i_gid;
5612
5613         return inode;
5614 }
5615
5616 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5617 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5618 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5619 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5620 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5621 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5622 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5623 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5624
5625 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5626 {
5627         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5628 }
5629
5630 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5631 {
5632         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5633         struct inode *inode;
5634         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5635         struct btrfs_root *sub_root = root;
5636         struct btrfs_key location;
5637         u8 di_type = 0;
5638         int ret = 0;
5639
5640         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5641                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5642
5643         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5644         if (ret < 0)
5645                 return ERR_PTR(ret);
5646
5647         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5648                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5649                 if (IS_ERR(inode))
5650                         return inode;
5651
5652                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5653                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5654                         btrfs_crit(fs_info,
5655 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5656                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5657                                   di_type);
5658                         iput(inode);
5659                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5660                 }
5661                 return inode;
5662         }
5663
5664         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5665                                        &location, &sub_root);
5666         if (ret < 0) {
5667                 if (ret != -ENOENT)
5668                         inode = ERR_PTR(ret);
5669                 else
5670                         inode = new_simple_dir(dir, &location, root);
5671         } else {
5672                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5673                 btrfs_put_root(sub_root);
5674
5675                 if (IS_ERR(inode))
5676                         return inode;
5677
5678                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5679                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5680                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5681                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5682                 if (ret) {
5683                         iput(inode);
5684                         inode = ERR_PTR(ret);
5685                 }
5686         }
5687
5688         return inode;
5689 }
5690
5691 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5692 {
5693         struct btrfs_root *root;
5694         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5695
5696         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5697                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5698
5699         if (inode) {
5700                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5701                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5702                         return 1;
5703
5704                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5705                         return 1;
5706         }
5707         return 0;
5708 }
5709
5710 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5711                                    unsigned int flags)
5712 {
5713         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5714
5715         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5716                 inode = NULL;
5717         return d_splice_alias(inode, dentry);
5718 }
5719
5720 /*
5721  * Find the highest existing sequence number in a directory and then set the
5722  * in-memory index_cnt variable to the first free sequence number.
5723  */
5724 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5725 {
5726         struct btrfs_root *root = inode->root;
5727         struct btrfs_key key, found_key;
5728         struct btrfs_path *path;
5729         struct extent_buffer *leaf;
5730         int ret;
5731
5732         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5733         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5734         key.offset = (u64)-1;
5735
5736         path = btrfs_alloc_path();
5737         if (!path)
5738                 return -ENOMEM;
5739
5740         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5741         if (ret < 0)
5742                 goto out;
5743         /* FIXME: we should be able to handle this */
5744         if (ret == 0)
5745                 goto out;
5746         ret = 0;
5747
5748         if (path->slots[0] == 0) {
5749                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5750                 goto out;
5751         }
5752
5753         path->slots[0]--;
5754
5755         leaf = path->nodes[0];
5756         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5757
5758         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5759             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5760                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5761                 goto out;
5762         }
5763
5764         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5765 out:
5766         btrfs_free_path(path);
5767         return ret;
5768 }
5769
5770 static int btrfs_get_dir_last_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5771 {
5772         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5773                 int ret;
5774
5775                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5776                 if (ret) {
5777                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5778                         if (ret)
5779                                 return ret;
5780                 }
5781         }
5782
5783         *index = dir->index_cnt;
5784
5785         return 0;
5786 }
5787
5788 /*
5789  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5790  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5791  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5792  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5793  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5794  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5795  * tree lock.
5796  */
5797 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5798 {
5799         struct btrfs_file_private *private;
5800         u64 last_index;
5801         int ret;
5802
5803         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(inode), &last_index);
5804         if (ret)
5805                 return ret;
5806
5807         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5808         if (!private)
5809                 return -ENOMEM;
5810         private->last_index = last_index;
5811         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5812         if (!private->filldir_buf) {
5813                 kfree(private);
5814                 return -ENOMEM;
5815         }
5816         file->private_data = private;
5817         return 0;
5818 }
5819
5820 struct dir_entry {
5821         u64 ino;
5822         u64 offset;
5823         unsigned type;
5824         int name_len;
5825 };
5826
5827 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5828 {
5829         while (entries--) {
5830                 struct dir_entry *entry = addr;
5831                 char *name = (char *)(entry + 1);
5832
5833                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5834                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5835                                          get_unaligned(&entry->ino),
5836                                          get_unaligned(&entry->type)))
5837                         return 1;
5838                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5839                         get_unaligned(&entry->name_len);
5840                 ctx->pos++;
5841         }
5842         return 0;
5843 }
5844
5845 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5846 {
5847         struct inode *inode = file_inode(file);
5848         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5849         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5850         struct btrfs_dir_item *di;
5851         struct btrfs_key key;
5852         struct btrfs_key found_key;
5853         struct btrfs_path *path;
5854         void *addr;
5855         LIST_HEAD(ins_list);
5856         LIST_HEAD(del_list);
5857         int ret;
5858         char *name_ptr;
5859         int name_len;
5860         int entries = 0;
5861         int total_len = 0;
5862         bool put = false;
5863         struct btrfs_key location;
5864
5865         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5866                 return 0;
5867
5868         path = btrfs_alloc_path();
5869         if (!path)
5870                 return -ENOMEM;
5871
5872         addr = private->filldir_buf;
5873         path->reada = READA_FORWARD;
5874
5875         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, private->last_index,
5876                                               &ins_list, &del_list);
5877
5878 again:
5879         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5880         key.offset = ctx->pos;
5881         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5882
5883         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5884                 struct dir_entry *entry;
5885                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5886                 u8 ftype;
5887
5888                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5889                         break;
5890                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5891                         break;
5892                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5893                         continue;
5894                 if (found_key.offset > private->last_index)
5895                         break;
5896                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5897                         continue;
5898                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5899                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5900                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5901                     PAGE_SIZE) {
5902                         btrfs_release_path(path);
5903                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5904                         if (ret)
5905                                 goto nopos;
5906                         addr = private->filldir_buf;
5907                         entries = 0;
5908                         total_len = 0;
5909                         goto again;
5910                 }
5911
5912                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
5913                 entry = addr;
5914                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5915                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
5916                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
5917                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5918                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
5919                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5920                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5921                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5922                 entries++;
5923                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5924                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5925         }
5926         /* Catch error encountered during iteration */
5927         if (ret < 0)
5928                 goto err;
5929
5930         btrfs_release_path(path);
5931
5932         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5933         if (ret)
5934                 goto nopos;
5935
5936         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5937         if (ret)
5938                 goto nopos;
5939
5940         /*
5941          * Stop new entries from being returned after we return the last
5942          * entry.
5943          *
5944          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5945          * offset.  This means that new entries created during readdir
5946          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5947          * This has broken buggy programs which operate on names as
5948          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5949          * we have this hack to stop new entries from being returned
5950          * under the assumption that they'll never reach this huge
5951          * offset.
5952          *
5953          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5954          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5955          * in the past.
5956          */
5957         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5958                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5959         else
5960                 ctx->pos = INT_MAX;
5961 nopos:
5962         ret = 0;
5963 err:
5964         if (put)
5965                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5966         btrfs_free_path(path);
5967         return ret;
5968 }
5969
5970 /*
5971  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
5972  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
5973  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
5974  * to keep or drop this code.
5975  */
5976 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
5977 {
5978         struct btrfs_root *root = inode->root;
5979         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5980         struct btrfs_trans_handle *trans;
5981         int ret;
5982
5983         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
5984                 return 0;
5985
5986         trans = btrfs_join_transaction(root);
5987         if (IS_ERR(trans))
5988                 return PTR_ERR(trans);
5989
5990         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5991         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
5992                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
5993                 btrfs_end_transaction(trans);
5994                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5995                 if (IS_ERR(trans))
5996                         return PTR_ERR(trans);
5997
5998                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5999         }
6000         btrfs_end_transaction(trans);
6001         if (inode->delayed_node)
6002                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6003
6004         return ret;
6005 }
6006
6007 /*
6008  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6009  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6010  */
6011 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, int flags)
6012 {
6013         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6014         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6015
6016         if (btrfs_root_readonly(root))
6017                 return -EROFS;
6018
6019         dirty = inode_update_timestamps(inode, flags);
6020         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6021 }
6022
6023 /*
6024  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6025  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6026  */
6027 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6028 {
6029         int ret = 0;
6030
6031         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6032                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6033                 if (ret) {
6034                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6035                         if (ret)
6036                                 return ret;
6037                 }
6038         }
6039
6040         *index = dir->index_cnt;
6041         dir->index_cnt++;
6042
6043         return ret;
6044 }
6045
6046 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6047 {
6048         struct btrfs_iget_args args;
6049
6050         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6051         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6052
6053         return insert_inode_locked4(inode,
6054                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6055                    btrfs_find_actor, &args);
6056 }
6057
6058 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6059                             unsigned int *trans_num_items)
6060 {
6061         struct inode *dir = args->dir;
6062         struct inode *inode = args->inode;
6063         int ret;
6064
6065         if (!args->orphan) {
6066                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6067                                              &args->fname);
6068                 if (ret)
6069                         return ret;
6070         }
6071
6072         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6073         if (ret) {
6074                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6075                 return ret;
6076         }
6077
6078         /* 1 to add inode item */
6079         *trans_num_items = 1;
6080         /* 1 to add compression property */
6081         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6082                 (*trans_num_items)++;
6083         /* 1 to add default ACL xattr */
6084         if (args->default_acl)
6085                 (*trans_num_items)++;
6086         /* 1 to add access ACL xattr */
6087         if (args->acl)
6088                 (*trans_num_items)++;
6089 #ifdef CONFIG_SECURITY
6090         /* 1 to add LSM xattr */
6091         if (dir->i_security)
6092                 (*trans_num_items)++;
6093 #endif
6094         if (args->orphan) {
6095                 /* 1 to add orphan item */
6096                 (*trans_num_items)++;
6097         } else {
6098                 /*
6099                  * 1 to add dir item
6100                  * 1 to add dir index
6101                  * 1 to update parent inode item
6102                  *
6103                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6104                  * inserted in a batch together with the inode item at
6105                  * btrfs_create_new_inode().
6106                  */
6107                 *trans_num_items += 3;
6108         }
6109         return 0;
6110 }
6111
6112 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6113 {
6114         posix_acl_release(args->acl);
6115         posix_acl_release(args->default_acl);
6116         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6117 }
6118
6119 /*
6120  * Inherit flags from the parent inode.
6121  *
6122  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6123  */
6124 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6125 {
6126         unsigned int flags;
6127
6128         flags = dir->flags;
6129
6130         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6131                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6132                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6133         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6134                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6135                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6136         }
6137
6138         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6139                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6140                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6141                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6142         }
6143
6144         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6145 }
6146
6147 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6148                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6149 {
6150         struct inode *dir = args->dir;
6151         struct inode *inode = args->inode;
6152         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6153         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6154         struct btrfs_root *root;
6155         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6156         struct btrfs_key *location;
6157         struct btrfs_path *path;
6158         u64 objectid;
6159         struct btrfs_inode_ref *ref;
6160         struct btrfs_key key[2];
6161         u32 sizes[2];
6162         struct btrfs_item_batch batch;
6163         unsigned long ptr;
6164         int ret;
6165
6166         path = btrfs_alloc_path();
6167         if (!path)
6168                 return -ENOMEM;
6169
6170         if (!args->subvol)
6171                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6172         root = BTRFS_I(inode)->root;
6173
6174         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6175         if (ret)
6176                 goto out;
6177         inode->i_ino = objectid;
6178
6179         if (args->orphan) {
6180                 /*
6181                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6182                  * fill in an inode item with the correct link count.
6183                  */
6184                 set_nlink(inode, 0);
6185         } else {
6186                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6187
6188                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6189                 if (ret)
6190                         goto out;
6191         }
6192         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6193         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6194         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6195         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6196
6197         /*
6198          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6199          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6200          * change it now without compatibility issues.
6201          */
6202         if (!args->subvol)
6203                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6204
6205         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6206                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6207                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6208                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6209                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6210                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6211         }
6212
6213         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6214         location->objectid = objectid;
6215         location->offset = 0;
6216         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6217
6218         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6219         if (ret < 0) {
6220                 if (!args->orphan)
6221                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6222                 goto out;
6223         }
6224
6225         /*
6226          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6227          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6228          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6229          * old info in the log.
6230          */
6231         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6232
6233         key[0].objectid = objectid;
6234         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6235         key[0].offset = 0;
6236
6237         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6238
6239         if (!args->orphan) {
6240                 /*
6241                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6242                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6243                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6244                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6245                  */
6246                 key[1].objectid = objectid;
6247                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6248                 if (args->subvol) {
6249                         key[1].offset = objectid;
6250                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6251                 } else {
6252                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6253                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6254                 }
6255         }
6256
6257         batch.keys = &key[0];
6258         batch.data_sizes = &sizes[0];
6259         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6260         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6261         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6262         if (ret != 0) {
6263                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6264                 goto discard;
6265         }
6266
6267         inode->i_mtime = inode_set_ctime_current(inode);
6268         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6269         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6270
6271         /*
6272          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6273          * must be fully initialized.
6274          */
6275
6276         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6277                                   struct btrfs_inode_item);
6278         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6279                              sizeof(*inode_item));
6280         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6281
6282         if (!args->orphan) {
6283                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6284                                      struct btrfs_inode_ref);
6285                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6286                 if (args->subvol) {
6287                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6288                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6289                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6290                 } else {
6291                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6292                                                      name->len);
6293                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6294                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6295                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6296                                             name->len);
6297                 }
6298         }
6299
6300         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6301         /*
6302          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6303          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6304          * allocating yet another path. So just free our path.
6305          */
6306         btrfs_free_path(path);
6307         path = NULL;
6308
6309         if (args->subvol) {
6310                 struct inode *parent;
6311
6312                 /*
6313                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6314                  * not the directory they were created in.
6315                  */
6316                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6317                                     BTRFS_I(dir)->root);
6318                 if (IS_ERR(parent)) {
6319                         ret = PTR_ERR(parent);
6320                 } else {
6321                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6322                         iput(parent);
6323                 }
6324         } else {
6325                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6326         }
6327         if (ret) {
6328                 btrfs_err(fs_info,
6329                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6330                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6331                           ret);
6332         }
6333
6334         /*
6335          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6336          * probably a bug.
6337          */
6338         if (!args->subvol) {
6339                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6340                 if (ret) {
6341                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6342                         goto discard;
6343                 }
6344         }
6345
6346         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6347
6348         trace_btrfs_inode_new(inode);
6349         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6350
6351         btrfs_update_root_times(trans, root);
6352
6353         if (args->orphan) {
6354                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6355         } else {
6356                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6357                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6358         }
6359         if (ret) {
6360                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6361                 goto discard;
6362         }
6363
6364         return 0;
6365
6366 discard:
6367         /*
6368          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6369          * to the inode.
6370          */
6371         ihold(inode);
6372         discard_new_inode(inode);
6373 out:
6374         btrfs_free_path(path);
6375         return ret;
6376 }
6377
6378 /*
6379  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6380  * a give name and a given sequence number.
6381  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6382  * inode to the parent directory.
6383  */
6384 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6385                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6386                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6387 {
6388         int ret = 0;
6389         struct btrfs_key key;
6390         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6391         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6392         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6393
6394         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6395                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6396         } else {
6397                 key.objectid = ino;
6398                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6399                 key.offset = 0;
6400         }
6401
6402         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6403                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6404                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6405                                          index, name);
6406         } else if (add_backref) {
6407                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6408                                              ino, parent_ino, index);
6409         }
6410
6411         /* Nothing to clean up yet */
6412         if (ret)
6413                 return ret;
6414
6415         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6416                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6417         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6418                 goto fail_dir_item;
6419         else if (ret) {
6420                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6421                 return ret;
6422         }
6423
6424         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6425                            name->len * 2);
6426         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6427         /*
6428          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6429          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6430          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6431          * values (the ones it had when the fsync was done).
6432          */
6433         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags))
6434                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime =
6435                         inode_set_ctime_current(&parent_inode->vfs_inode);
6436
6437         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6438         if (ret)
6439                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6440         return ret;
6441
6442 fail_dir_item:
6443         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6444                 u64 local_index;
6445                 int err;
6446                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6447                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6448                                          &local_index, name);
6449                 if (err)
6450                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6451         } else if (add_backref) {
6452                 u64 local_index;
6453                 int err;
6454
6455                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6456                                           &local_index);
6457                 if (err)
6458                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6459         }
6460
6461         /* Return the original error code */
6462         return ret;
6463 }
6464
6465 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6466                                struct inode *inode)
6467 {
6468         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6469         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6470         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6471                 .dir = dir,
6472                 .dentry = dentry,
6473                 .inode = inode,
6474         };
6475         unsigned int trans_num_items;
6476         struct btrfs_trans_handle *trans;
6477         int err;
6478
6479         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6480         if (err)
6481                 goto out_inode;
6482
6483         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6484         if (IS_ERR(trans)) {
6485                 err = PTR_ERR(trans);
6486                 goto out_new_inode_args;
6487         }
6488
6489         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6490         if (!err)
6491                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6492
6493         btrfs_end_transaction(trans);
6494         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6495 out_new_inode_args:
6496         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6497 out_inode:
6498         if (err)
6499                 iput(inode);
6500         return err;
6501 }
6502
6503 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6504                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6505 {
6506         struct inode *inode;
6507
6508         inode = new_inode(dir->i_sb);
6509         if (!inode)
6510                 return -ENOMEM;
6511         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6512         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6513         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6514         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6515 }
6516
6517 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6518                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6519 {
6520         struct inode *inode;
6521
6522         inode = new_inode(dir->i_sb);
6523         if (!inode)
6524                 return -ENOMEM;
6525         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6526         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6527         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6528         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6529         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6530 }
6531
6532 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6533                       struct dentry *dentry)
6534 {
6535         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6536         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6537         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6538         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6539         struct fscrypt_name fname;
6540         u64 index;
6541         int err;
6542         int drop_inode = 0;
6543
6544         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6545         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6546                 return -EXDEV;
6547
6548         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6549                 return -EMLINK;
6550
6551         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6552         if (err)
6553                 goto fail;
6554
6555         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6556         if (err)
6557                 goto fail;
6558
6559         /*
6560          * 2 items for inode and inode ref
6561          * 2 items for dir items
6562          * 1 item for parent inode
6563          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6564          */
6565         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6566         if (IS_ERR(trans)) {
6567                 err = PTR_ERR(trans);
6568                 trans = NULL;
6569                 goto fail;
6570         }
6571
6572         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6573         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6574         inc_nlink(inode);
6575         inode_inc_iversion(inode);
6576         inode_set_ctime_current(inode);
6577         ihold(inode);
6578         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6579
6580         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6581                              &fname.disk_name, 1, index);
6582
6583         if (err) {
6584                 drop_inode = 1;
6585         } else {
6586                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6587
6588                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6589                 if (err)
6590                         goto fail;
6591                 if (inode->i_nlink == 1) {
6592                         /*
6593                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6594                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6595                          */
6596                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6597                         if (err)
6598                                 goto fail;
6599                 }
6600                 d_instantiate(dentry, inode);
6601                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6602         }
6603
6604 fail:
6605         fscrypt_free_filename(&fname);
6606         if (trans)
6607                 btrfs_end_transaction(trans);
6608         if (drop_inode) {
6609                 inode_dec_link_count(inode);
6610                 iput(inode);
6611         }
6612         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6613         return err;
6614 }
6615
6616 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6617                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6618 {
6619         struct inode *inode;
6620
6621         inode = new_inode(dir->i_sb);
6622         if (!inode)
6623                 return -ENOMEM;
6624         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6625         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6626         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6627         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6628 }
6629
6630 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6631                                       struct page *page,
6632                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6633 {
6634         int ret;
6635         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6636         char *tmp;
6637         size_t max_size;
6638         unsigned long inline_size;
6639         unsigned long ptr;
6640         int compress_type;
6641
6642         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6643         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6644         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6645         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6646         if (!tmp)
6647                 return -ENOMEM;
6648         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6649
6650         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6651
6652         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6653         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6654
6655         /*
6656          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6657          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6658          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6659          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6660          * cover that region here.
6661          */
6662
6663         if (max_size < PAGE_SIZE)
6664                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6665         kfree(tmp);
6666         return ret;
6667 }
6668
6669 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6670                               struct page *page)
6671 {
6672         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6673         void *kaddr;
6674         size_t copy_size;
6675
6676         if (!page || PageUptodate(page))
6677                 return 0;
6678
6679         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6680
6681         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6682                             struct btrfs_file_extent_item);
6683         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6684                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6685
6686         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6687                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6688         kaddr = kmap_local_page(page);
6689         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6690                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6691         kunmap_local(kaddr);
6692         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6693                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6694         return 0;
6695 }
6696
6697 /*
6698  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6699  *
6700  * @inode:      file to search in
6701  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6702  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6703  * @start:      file offset
6704  * @len:        length of range starting at @start
6705  *
6706  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6707  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6708  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6709  *
6710  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6711  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6712  *
6713  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6714  */
6715 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6716                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6717                                     u64 start, u64 len)
6718 {
6719         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6720         int ret = 0;
6721         u64 extent_start = 0;
6722         u64 extent_end = 0;
6723         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6724         int extent_type = -1;
6725         struct btrfs_path *path = NULL;
6726         struct btrfs_root *root = inode->root;
6727         struct btrfs_file_extent_item *item;
6728         struct extent_buffer *leaf;
6729         struct btrfs_key found_key;
6730         struct extent_map *em = NULL;
6731         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6732
6733         read_lock(&em_tree->lock);
6734         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6735         read_unlock(&em_tree->lock);
6736
6737         if (em) {
6738                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6739                         free_extent_map(em);
6740                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6741                         free_extent_map(em);
6742                 else
6743                         goto out;
6744         }
6745         em = alloc_extent_map();
6746         if (!em) {
6747                 ret = -ENOMEM;
6748                 goto out;
6749         }
6750         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6751         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6752         em->len = (u64)-1;
6753         em->block_len = (u64)-1;
6754
6755         path = btrfs_alloc_path();
6756         if (!path) {
6757                 ret = -ENOMEM;
6758                 goto out;
6759         }
6760
6761         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6762         path->reada = READA_FORWARD;
6763
6764         /*
6765          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6766          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6767          * point the commit_root has everything we need.
6768          */
6769         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6770                 path->search_commit_root = 1;
6771                 path->skip_locking = 1;
6772         }
6773
6774         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6775         if (ret < 0) {
6776                 goto out;
6777         } else if (ret > 0) {
6778                 if (path->slots[0] == 0)
6779                         goto not_found;
6780                 path->slots[0]--;
6781                 ret = 0;
6782         }
6783
6784         leaf = path->nodes[0];
6785         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6786                               struct btrfs_file_extent_item);
6787         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6788         if (found_key.objectid != objectid ||
6789             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6790                 /*
6791                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6792                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6793                  * say there is a hole for our whole search range which can
6794                  * cause problems.
6795                  */
6796                 extent_end = start;
6797                 goto next;
6798         }
6799
6800         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6801         extent_start = found_key.offset;
6802         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6803         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6804             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6805                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6806                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6807                         ret = -EUCLEAN;
6808                         btrfs_crit(fs_info,
6809                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6810                                    btrfs_ino(inode));
6811                         goto out;
6812                 }
6813                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6814                                                        extent_start);
6815         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6816                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6817                                                       path->slots[0],
6818                                                       extent_start);
6819         }
6820 next:
6821         if (start >= extent_end) {
6822                 path->slots[0]++;
6823                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6824                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6825                         if (ret < 0)
6826                                 goto out;
6827                         else if (ret > 0)
6828                                 goto not_found;
6829
6830                         leaf = path->nodes[0];
6831                 }
6832                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6833                 if (found_key.objectid != objectid ||
6834                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6835                         goto not_found;
6836                 if (start + len <= found_key.offset)
6837                         goto not_found;
6838                 if (start > found_key.offset)
6839                         goto next;
6840
6841                 /* New extent overlaps with existing one */
6842                 em->start = start;
6843                 em->orig_start = start;
6844                 em->len = found_key.offset - start;
6845                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6846                 goto insert;
6847         }
6848
6849         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6850
6851         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6852             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6853                 goto insert;
6854         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6855                 /*
6856                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6857                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6858                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6859                  */
6860                 ASSERT(pg_offset == 0);
6861                 ASSERT(extent_start == 0);
6862                 ASSERT(em->start == 0);
6863
6864                 /*
6865                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6866                  * initialized em members already.
6867                  *
6868                  * Other members are not utilized for inline extents.
6869                  */
6870                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6871                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6872
6873                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6874                 if (ret < 0)
6875                         goto out;
6876                 goto insert;
6877         }
6878 not_found:
6879         em->start = start;
6880         em->orig_start = start;
6881         em->len = len;
6882         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6883 insert:
6884         ret = 0;
6885         btrfs_release_path(path);
6886         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6887                 btrfs_err(fs_info,
6888                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6889                           em->start, em->len, start, len);
6890                 ret = -EIO;
6891                 goto out;
6892         }
6893
6894         write_lock(&em_tree->lock);
6895         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6896         write_unlock(&em_tree->lock);
6897 out:
6898         btrfs_free_path(path);
6899
6900         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6901
6902         if (ret) {
6903                 free_extent_map(em);
6904                 return ERR_PTR(ret);
6905         }
6906         return em;
6907 }
6908
6909 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
6910                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6911                                                   const u64 start,
6912                                                   const u64 len,
6913                                                   const u64 orig_start,
6914                                                   const u64 block_start,
6915                                                   const u64 block_len,
6916                                                   const u64 orig_block_len,
6917                                                   const u64 ram_bytes,
6918                                                   const int type)
6919 {
6920         struct extent_map *em = NULL;
6921         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
6922
6923         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
6924                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
6925                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
6926                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
6927                                   type);
6928                 if (IS_ERR(em))
6929                         goto out;
6930         }
6931         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, len, len,
6932                                              block_start, block_len, 0,
6933                                              (1 << type) |
6934                                              (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
6935                                              BTRFS_COMPRESS_NONE);
6936         if (IS_ERR(ordered)) {
6937                 if (em) {
6938                         free_extent_map(em);
6939                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
6940                                                     start + len - 1, false);
6941                 }
6942                 em = ERR_CAST(ordered);
6943         } else {
6944                 ASSERT(!dio_data->ordered);
6945                 dio_data->ordered = ordered;
6946         }
6947  out:
6948
6949         return em;
6950 }
6951
6952 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
6953                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6954                                                   u64 start, u64 len)
6955 {
6956         struct btrfs_root *root = inode->root;
6957         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6958         struct extent_map *em;
6959         struct btrfs_key ins;
6960         u64 alloc_hint;
6961         int ret;
6962
6963         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
6964         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
6965                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
6966         if (ret)
6967                 return ERR_PTR(ret);
6968
6969         em = btrfs_create_dio_extent(inode, dio_data, start, ins.offset, start,
6970                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
6971                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
6972         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
6973         if (IS_ERR(em))
6974                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
6975                                            1);
6976
6977         return em;
6978 }
6979
6980 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
6981 {
6982         struct btrfs_block_group *block_group;
6983         bool readonly = false;
6984
6985         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
6986         if (!block_group || block_group->ro)
6987                 readonly = true;
6988         if (block_group)
6989                 btrfs_put_block_group(block_group);
6990         return readonly;
6991 }
6992
6993 /*
6994  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
6995  *
6996  * @offset:     File offset
6997  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
6998  *              range
6999  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7000  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7001  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7002  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7003  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7004  *
7005  * Return:
7006  * >0   and update @len if we can do nocow write
7007  *  0   if we can't do nocow write
7008  * <0   if error happened
7009  *
7010  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7011  *       any ordered extents.
7012  */
7013 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7014                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7015                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7016 {
7017         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7018         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7019         struct btrfs_path *path;
7020         int ret;
7021         struct extent_buffer *leaf;
7022         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7023         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7024         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7025         struct btrfs_key key;
7026         int found_type;
7027
7028         path = btrfs_alloc_path();
7029         if (!path)
7030                 return -ENOMEM;
7031         path->nowait = nowait;
7032
7033         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7034                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7035         if (ret < 0)
7036                 goto out;
7037
7038         if (ret == 1) {
7039                 if (path->slots[0] == 0) {
7040                         /* can't find the item, must cow */
7041                         ret = 0;
7042                         goto out;
7043                 }
7044                 path->slots[0]--;
7045         }
7046         ret = 0;
7047         leaf = path->nodes[0];
7048         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7049         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7050             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7051                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7052                 goto out;
7053         }
7054
7055         if (key.offset > offset) {
7056                 /* Wrong offset, must cow */
7057                 goto out;
7058         }
7059
7060         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7061                 goto out;
7062
7063         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7064         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7065         if (ram_bytes)
7066                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7067
7068         nocow_args.start = offset;
7069         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7070         nocow_args.strict = strict;
7071         nocow_args.free_path = true;
7072
7073         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7074         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7075         path = NULL;
7076
7077         if (ret != 1) {
7078                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7079                 ret = 0;
7080                 goto out;
7081         }
7082
7083         ret = 0;
7084         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7085                 goto out;
7086
7087         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7088             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7089                 u64 range_end;
7090
7091                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7092                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7093                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7094                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7095                 if (ret) {
7096                         ret = -EAGAIN;
7097                         goto out;
7098                 }
7099         }
7100
7101         if (orig_start)
7102                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7103         if (orig_block_len)
7104                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7105
7106         *len = nocow_args.num_bytes;
7107         ret = 1;
7108 out:
7109         btrfs_free_path(path);
7110         return ret;
7111 }
7112
7113 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7114                               struct extent_state **cached_state,
7115                               unsigned int iomap_flags)
7116 {
7117         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7118         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7119         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7120         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7121         int ret = 0;
7122
7123         while (1) {
7124                 if (nowait) {
7125                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7126                                              cached_state))
7127                                 return -EAGAIN;
7128                 } else {
7129                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7130                 }
7131                 /*
7132                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7133                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7134                  * extents in this range.
7135                  */
7136                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7137                                                      lockend - lockstart + 1);
7138
7139                 /*
7140                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7141                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7142                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7143                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7144                  * get stale data.
7145                  */
7146                 if (!ordered &&
7147                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7148                                                          lockstart, lockend)))
7149                         break;
7150
7151                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7152
7153                 if (ordered) {
7154                         if (nowait) {
7155                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7156                                 ret = -EAGAIN;
7157                                 break;
7158                         }
7159                         /*
7160                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7161                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7162                          * to complete and retry, because if we do so we can
7163                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7164                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7165                          * than one extent map, if at this point has already
7166                          * created an ordered extent for a previous extent map
7167                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7168                          * concurrent write against that previous extent map's
7169                          * range and this range started (we unlock the ranges
7170                          * in the io tree only when the bios complete and
7171                          * buffered writes always lock pages before attempting
7172                          * to lock range in the io tree).
7173                          */
7174                         if (writing ||
7175                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7176                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7177                         else
7178                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7179                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7180                 } else {
7181                         /*
7182                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7183                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7184                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7185                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7186                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7187                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7188                          * ordered dio extent we created before but did not have
7189                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7190                          * complete), which makes readahead wait for that
7191                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7192                          * that page.
7193                          */
7194                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7195                 }
7196
7197                 if (ret)
7198                         break;
7199
7200                 cond_resched();
7201         }
7202
7203         return ret;
7204 }
7205
7206 /* The callers of this must take lock_extent() */
7207 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7208                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7209                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7210                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7211                                        int type)
7212 {
7213         struct extent_map *em;
7214         int ret;
7215
7216         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7217                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7218                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7219                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7220
7221         em = alloc_extent_map();
7222         if (!em)
7223                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7224
7225         em->start = start;
7226         em->orig_start = orig_start;
7227         em->len = len;
7228         em->block_len = block_len;
7229         em->block_start = block_start;
7230         em->orig_block_len = orig_block_len;
7231         em->ram_bytes = ram_bytes;
7232         em->generation = -1;
7233         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7234         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7235                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7236         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7237                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7238                 em->compress_type = compress_type;
7239         }
7240
7241         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7242         if (ret) {
7243                 free_extent_map(em);
7244                 return ERR_PTR(ret);
7245         }
7246
7247         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7248         return em;
7249 }
7250
7251
7252 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7253                                          struct inode *inode,
7254                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7255                                          u64 start, u64 *lenp,
7256                                          unsigned int iomap_flags)
7257 {
7258         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7259         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7260         struct extent_map *em = *map;
7261         int type;
7262         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7263         struct btrfs_block_group *bg;
7264         bool can_nocow = false;
7265         bool space_reserved = false;
7266         u64 len = *lenp;
7267         u64 prev_len;
7268         int ret = 0;
7269
7270         /*
7271          * We don't allocate a new extent in the following cases
7272          *
7273          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7274          * existing extent.
7275          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7276          * just use the extent.
7277          *
7278          */
7279         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7280             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7281              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7282                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7283                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7284                 else
7285                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7286                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7287                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7288
7289                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7290                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7291                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7292                         if (bg)
7293                                 can_nocow = true;
7294                 }
7295         }
7296
7297         prev_len = len;
7298         if (can_nocow) {
7299                 struct extent_map *em2;
7300
7301                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7302                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7303                                                       nowait);
7304                 if (ret < 0) {
7305                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7306                         free_extent_map(em);
7307                         *map = NULL;
7308                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7309                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7310                                 ret = -EAGAIN;
7311                         goto out;
7312                 }
7313                 space_reserved = true;
7314
7315                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len,
7316                                               orig_start, block_start,
7317                                               len, orig_block_len,
7318                                               ram_bytes, type);
7319                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7320                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7321                         free_extent_map(em);
7322                         *map = em2;
7323                         em = em2;
7324                 }
7325
7326                 if (IS_ERR(em2)) {
7327                         ret = PTR_ERR(em2);
7328                         goto out;
7329                 }
7330
7331                 dio_data->nocow_done = true;
7332         } else {
7333                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7334                 free_extent_map(em);
7335                 *map = NULL;
7336
7337                 if (nowait) {
7338                         ret = -EAGAIN;
7339                         goto out;
7340                 }
7341
7342                 /*
7343                  * If we could not allocate data space before locking the file
7344                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7345                  */
7346                 if (!dio_data->data_space_reserved) {
7347                         ret = -ENOSPC;
7348                         goto out;
7349                 }
7350
7351                 /*
7352                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7353                  * so now we reserve only metadata.
7354                  */
7355                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7356                                                       false);
7357                 if (ret < 0)
7358                         goto out;
7359                 space_reserved = true;
7360
7361                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len);
7362                 if (IS_ERR(em)) {
7363                         ret = PTR_ERR(em);
7364                         goto out;
7365                 }
7366                 *map = em;
7367                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7368                 if (len < prev_len)
7369                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7370                                                         prev_len - len, true);
7371         }
7372
7373         /*
7374          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7375          * for an outstanding extent.
7376          */
7377         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7378
7379         /*
7380          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7381          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7382          */
7383         if (start + len > i_size_read(inode))
7384                 i_size_write(inode, start + len);
7385 out:
7386         if (ret && space_reserved) {
7387                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7388                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7389         }
7390         *lenp = len;
7391         return ret;
7392 }
7393
7394 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7395                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7396                 struct iomap *srcmap)
7397 {
7398         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7399         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7400         struct extent_map *em;
7401         struct extent_state *cached_state = NULL;
7402         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7403         u64 lockstart, lockend;
7404         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7405         int ret = 0;
7406         u64 len = length;
7407         const u64 data_alloc_len = length;
7408         bool unlock_extents = false;
7409
7410         /*
7411          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7412          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7413          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7414          *
7415          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7416          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7417          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7418          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7419          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7420          */
7421         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7422                 return -EAGAIN;
7423
7424         /*
7425          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7426          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7427          */
7428         if (!write)
7429                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7430
7431         lockstart = start;
7432         lockend = start + len - 1;
7433
7434         /*
7435          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7436          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7437          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7438          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7439          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7440          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7441          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7442          *
7443          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7444          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7445          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7446          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7447          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7448          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7449          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7450          * the file range yet.
7451          */
7452         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7453                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7454                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7455                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7456                                                           lockstart, lockend))
7457                                 return -EAGAIN;
7458                 } else {
7459                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7460                                                        start + length - 1);
7461                         if (ret)
7462                                 return ret;
7463                 }
7464         }
7465
7466         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7467
7468         /*
7469          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7470          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7471          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7472          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7473          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7474          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7475          * NOCOW write.
7476          */
7477         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7478                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7479                                                   &dio_data->data_reserved,
7480                                                   start, data_alloc_len, false);
7481                 if (!ret)
7482                         dio_data->data_space_reserved = true;
7483                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7484                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7485                         goto err;
7486         }
7487
7488         /*
7489          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7490          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7491          * NOWAIT read/write and we need to block.
7492          */
7493         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7494         if (ret < 0)
7495                 goto err;
7496
7497         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7498         if (IS_ERR(em)) {
7499                 ret = PTR_ERR(em);
7500                 goto unlock_err;
7501         }
7502
7503         /*
7504          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7505          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7506          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7507          * buffered path.
7508          *
7509          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7510          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7511          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7512          *
7513          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7514          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7515          * the generic code.
7516          */
7517         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7518             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7519                 free_extent_map(em);
7520                 /*
7521                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7522                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7523                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7524                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7525                  * space - this happens if we were able to read some data from
7526                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7527                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7528                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7529                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7530                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7531                  */
7532                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7533                 goto unlock_err;
7534         }
7535
7536         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7537
7538         /*
7539          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7540          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7541          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7542          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7543          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7544          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7545          *
7546          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7547          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7548          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7549          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7550          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7551          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7552          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7553          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7554          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7555          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7556          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7557          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7558          */
7559         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7560                 free_extent_map(em);
7561                 ret = -EAGAIN;
7562                 goto unlock_err;
7563         }
7564
7565         if (write) {
7566                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7567                                                     start, &len, flags);
7568                 if (ret < 0)
7569                         goto unlock_err;
7570                 unlock_extents = true;
7571                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7572                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7573                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7574                         u64 release_offset;
7575                         u64 release_len = 0;
7576
7577                         if (dio_data->nocow_done) {
7578                                 release_offset = start;
7579                                 release_len = data_alloc_len;
7580                         } else if (len < data_alloc_len) {
7581                                 release_offset = start + len;
7582                                 release_len = data_alloc_len - len;
7583                         }
7584
7585                         if (release_len > 0)
7586                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7587                                                                dio_data->data_reserved,
7588                                                                release_offset,
7589                                                                release_len);
7590                 }
7591         } else {
7592                 /*
7593                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7594                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7595                  */
7596                 lockstart = start + len;
7597                 if (lockstart < lockend)
7598                         unlock_extents = true;
7599         }
7600
7601         if (unlock_extents)
7602                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7603                               &cached_state);
7604         else
7605                 free_extent_state(cached_state);
7606
7607         /*
7608          * Translate extent map information to iomap.
7609          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7610          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7611          */
7612         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7613             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7614                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7615                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7616         } else {
7617                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7618                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7619         }
7620         iomap->offset = start;
7621         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7622         iomap->length = len;
7623         free_extent_map(em);
7624
7625         return 0;
7626
7627 unlock_err:
7628         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7629                       &cached_state);
7630 err:
7631         if (dio_data->data_space_reserved) {
7632                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7633                                                dio_data->data_reserved,
7634                                                start, data_alloc_len);
7635                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7636         }
7637
7638         return ret;
7639 }
7640
7641 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7642                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7643 {
7644         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7645         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7646         size_t submitted = dio_data->submitted;
7647         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7648         int ret = 0;
7649
7650         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7651                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7652                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7653                               NULL);
7654                 return 0;
7655         }
7656
7657         if (submitted < length) {
7658                 pos += submitted;
7659                 length -= submitted;
7660                 if (write)
7661                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7662                                                     pos, length, false);
7663                 else
7664                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7665                                       pos + length - 1, NULL);
7666                 ret = -ENOTBLK;
7667         }
7668         if (write) {
7669                 btrfs_put_ordered_extent(dio_data->ordered);
7670                 dio_data->ordered = NULL;
7671         }
7672
7673         if (write)
7674                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7675         return ret;
7676 }
7677
7678 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7679 {
7680         struct btrfs_dio_private *dip =
7681                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7682         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7683         struct bio *bio = &bbio->bio;
7684
7685         if (bio->bi_status) {
7686                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7687                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7688                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7689                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7690         }
7691
7692         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7693                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, NULL,
7694                                             dip->file_offset, dip->bytes,
7695                                             !bio->bi_status);
7696         } else {
7697                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7698                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7699         }
7700
7701         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7702         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7703 }
7704
7705 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7706                                 loff_t file_offset)
7707 {
7708         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7709         struct btrfs_dio_private *dip =
7710                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7711         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7712
7713         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode)->root->fs_info,
7714                        btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7715         bbio->inode = BTRFS_I(iter->inode);
7716         bbio->file_offset = file_offset;
7717
7718         dip->file_offset = file_offset;
7719         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7720
7721         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7722
7723         /*
7724          * Check if we are doing a partial write.  If we are, we need to split
7725          * the ordered extent to match the submitted bio.  Hang on to the
7726          * remaining unfinishable ordered_extent in dio_data so that it can be
7727          * cancelled in iomap_end to avoid a deadlock wherein faulting the
7728          * remaining pages is blocked on the outstanding ordered extent.
7729          */
7730         if (iter->flags & IOMAP_WRITE) {
7731                 int ret;
7732
7733                 ret = btrfs_extract_ordered_extent(bbio, dio_data->ordered);
7734                 if (ret) {
7735                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7736                                                     file_offset, dip->bytes,
7737                                                     !ret);
7738                         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
7739                         iomap_dio_bio_end_io(bio);
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         const 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         /*
8291          * We have reserved 2 metadata units when we started the transaction and
8292          * min_size matches 1 unit, so this should never fail, but if it does,
8293          * it's not critical we just fail truncation.
8294          */
8295         if (WARN_ON(ret)) {
8296                 btrfs_end_transaction(trans);
8297                 goto out;
8298         }
8299
8300         trans->block_rsv = rsv;
8301
8302         while (1) {
8303                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8304                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8305                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8306
8307                 control.new_size = new_size;
8308                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8309                 /*
8310                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8311                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8312                  * block of the extent just the way it is.
8313                  */
8314                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8315                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8316                                             (u64)-1, false);
8317
8318                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8319
8320                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8321                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8322
8323                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8324
8325                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8326                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8327                         break;
8328
8329                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8330                 if (ret)
8331                         break;
8332
8333                 btrfs_end_transaction(trans);
8334                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8335
8336                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8337                 if (IS_ERR(trans)) {
8338                         ret = PTR_ERR(trans);
8339                         trans = NULL;
8340                         break;
8341                 }
8342
8343                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8344                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8345                                               rsv, min_size, false);
8346                 /*
8347                  * We have reserved 2 metadata units when we started the
8348                  * transaction and min_size matches 1 unit, so this should never
8349                  * fail, but if it does, it's not critical we just fail truncation.
8350                  */
8351                 if (WARN_ON(ret))
8352                         break;
8353
8354                 trans->block_rsv = rsv;
8355         }
8356
8357         /*
8358          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8359          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8360          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8361          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8362          */
8363         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8364                 btrfs_end_transaction(trans);
8365                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8366
8367                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8368                 if (ret)
8369                         goto out;
8370                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8371                 if (IS_ERR(trans)) {
8372                         ret = PTR_ERR(trans);
8373                         goto out;
8374                 }
8375                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8376         }
8377
8378         if (trans) {
8379                 int ret2;
8380
8381                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8382                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8383                 if (ret2 && !ret)
8384                         ret = ret2;
8385
8386                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8387                 if (ret2 && !ret)
8388                         ret = ret2;
8389                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8390         }
8391 out:
8392         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8393         /*
8394          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8395          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8396          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8397          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8398          * safe.
8399          *
8400          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8401          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8402          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8403          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8404          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8405          * extents beyond i_size to drop.
8406          */
8407         if (control.extents_found > 0)
8408                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8409
8410         return ret;
8411 }
8412
8413 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8414                                      struct inode *dir)
8415 {
8416         struct inode *inode;
8417
8418         inode = new_inode(dir->i_sb);
8419         if (inode) {
8420                 /*
8421                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8422                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8423                  */
8424                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8425                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8426                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8427                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8428         }
8429         return inode;
8430 }
8431
8432 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8433 {
8434         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8435         struct btrfs_inode *ei;
8436         struct inode *inode;
8437
8438         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8439         if (!ei)
8440                 return NULL;
8441
8442         ei->root = NULL;
8443         ei->generation = 0;
8444         ei->last_trans = 0;
8445         ei->last_sub_trans = 0;
8446         ei->logged_trans = 0;
8447         ei->delalloc_bytes = 0;
8448         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8449         ei->defrag_bytes = 0;
8450         ei->disk_i_size = 0;
8451         ei->flags = 0;
8452         ei->ro_flags = 0;
8453         ei->csum_bytes = 0;
8454         ei->index_cnt = (u64)-1;
8455         ei->dir_index = 0;
8456         ei->last_unlink_trans = 0;
8457         ei->last_reflink_trans = 0;
8458         ei->last_log_commit = 0;
8459
8460         spin_lock_init(&ei->lock);
8461         ei->outstanding_extents = 0;
8462         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8463                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8464                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8465         ei->runtime_flags = 0;
8466         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8467         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8468
8469         ei->delayed_node = NULL;
8470
8471         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8472         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8473
8474         inode = &ei->vfs_inode;
8475         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8476         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8477         ei->io_tree.inode = ei;
8478         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8479                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8480         mutex_init(&ei->log_mutex);
8481         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8482         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8483         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8484         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8485         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8486
8487         return inode;
8488 }
8489
8490 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8491 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8492 {
8493         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8494         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8495 }
8496 #endif
8497
8498 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8499 {
8500         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8501 }
8502
8503 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8504 {
8505         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8506         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8507         struct btrfs_root *root = inode->root;
8508         bool freespace_inode;
8509
8510         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8511         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8512         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8513         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8514         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8515         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8516                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8517                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8518         }
8519         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8520         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8521
8522         /*
8523          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8524          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8525          * created.
8526          */
8527         if (!root)
8528                 return;
8529
8530         /*
8531          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8532          * map.
8533          */
8534         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8535
8536         while (1) {
8537                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8538                 if (!ordered)
8539                         break;
8540                 else {
8541                         btrfs_err(root->fs_info,
8542                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8543                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8544
8545                         if (!freespace_inode)
8546                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8547
8548                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8549                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8550                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8551                 }
8552         }
8553         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8554         inode_tree_del(inode);
8555         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8556         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8557         btrfs_put_root(inode->root);
8558 }
8559
8560 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8561 {
8562         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8563
8564         if (root == NULL)
8565                 return 1;
8566
8567         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8568         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8569                 return 1;
8570         else
8571                 return generic_drop_inode(inode);
8572 }
8573
8574 static void init_once(void *foo)
8575 {
8576         struct btrfs_inode *ei = foo;
8577
8578         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8579 }
8580
8581 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8582 {
8583         /*
8584          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8585          * destroy cache.
8586          */
8587         rcu_barrier();
8588         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8589         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8590 }
8591
8592 int __init btrfs_init_cachep(void)
8593 {
8594         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8595                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8596                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8597                         init_once);
8598         if (!btrfs_inode_cachep)
8599                 goto fail;
8600
8601         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8602                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8603                         BIOSET_NEED_BVECS))
8604                 goto fail;
8605
8606         return 0;
8607 fail:
8608         btrfs_destroy_cachep();
8609         return -ENOMEM;
8610 }
8611
8612 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8613                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8614                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8615 {
8616         u64 delalloc_bytes;
8617         u64 inode_bytes;
8618         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8619         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8620         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8621         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8622
8623         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8624         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
8625         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
8626         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8627                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8628         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8629                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8630         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8631                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8632         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8633                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8634         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8635                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8636
8637         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8638                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8639                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8640                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8641
8642         generic_fillattr(idmap, request_mask, inode, stat);
8643         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8644
8645         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8646         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8647         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8648         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8649         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8650                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> SECTOR_SHIFT;
8651         return 0;
8652 }
8653
8654 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8655                               struct dentry *old_dentry,
8656                               struct inode *new_dir,
8657                               struct dentry *new_dentry)
8658 {
8659         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8660         struct btrfs_trans_handle *trans;
8661         unsigned int trans_num_items;
8662         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8663         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8664         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8665         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8666         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8667         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8668         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8669         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8670         u64 old_idx = 0;
8671         u64 new_idx = 0;
8672         int ret;
8673         int ret2;
8674         bool need_abort = false;
8675         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8676         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8677
8678         /*
8679          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8680          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8681          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8682          */
8683         if (root != dest &&
8684             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8685              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8686                 return -EXDEV;
8687
8688         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8689         if (ret)
8690                 return ret;
8691
8692         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8693         if (ret) {
8694                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8695                 return ret;
8696         }
8697
8698         old_name = &old_fname.disk_name;
8699         new_name = &new_fname.disk_name;
8700
8701         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8702         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8703             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8704                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8705
8706         /*
8707          * For each inode:
8708          * 1 to remove old dir item
8709          * 1 to remove old dir index
8710          * 1 to add new dir item
8711          * 1 to add new dir index
8712          * 1 to update parent inode
8713          *
8714          * If the parents are the same, we only need to account for one
8715          */
8716         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8717         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8718                 /*
8719                  * 1 to remove old root ref
8720                  * 1 to remove old root backref
8721                  * 1 to add new root ref
8722                  * 1 to add new root backref
8723                  */
8724                 trans_num_items += 4;
8725         } else {
8726                 /*
8727                  * 1 to update inode item
8728                  * 1 to remove old inode ref
8729                  * 1 to add new inode ref
8730                  */
8731                 trans_num_items += 3;
8732         }
8733         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8734                 trans_num_items += 4;
8735         else
8736                 trans_num_items += 3;
8737         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8738         if (IS_ERR(trans)) {
8739                 ret = PTR_ERR(trans);
8740                 goto out_notrans;
8741         }
8742
8743         if (dest != root) {
8744                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8745                 if (ret)
8746                         goto out_fail;
8747         }
8748
8749         /*
8750          * We need to find a free sequence number both in the source and
8751          * in the destination directory for the exchange.
8752          */
8753         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8754         if (ret)
8755                 goto out_fail;
8756         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8757         if (ret)
8758                 goto out_fail;
8759
8760         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8761         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8762
8763         /* Reference for the source. */
8764         if (old_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, dest, new_name, old_ino,
8769                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8770                                              old_idx);
8771                 if (ret)
8772                         goto out_fail;
8773                 need_abort = true;
8774         }
8775
8776         /* And now for the dest. */
8777         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8778                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8779                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8780         } else {
8781                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8782                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8783                                              new_idx);
8784                 if (ret) {
8785                         if (need_abort)
8786                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8787                         goto out_fail;
8788                 }
8789         }
8790
8791         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8792         inode_inc_iversion(old_dir);
8793         inode_inc_iversion(new_dir);
8794         inode_inc_iversion(old_inode);
8795         inode_inc_iversion(new_inode);
8796         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
8797
8798         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8799                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8800                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8801                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8802                                         BTRFS_I(new_inode), true);
8803         }
8804
8805         /* src is a subvolume */
8806         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8807                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8808         } else { /* src is an inode */
8809                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8810                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8811                                            old_name, &old_rename_ctx);
8812                 if (!ret)
8813                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
8814         }
8815         if (ret) {
8816                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8817                 goto out_fail;
8818         }
8819
8820         /* dest is a subvolume */
8821         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8822                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8823         } else { /* dest is an inode */
8824                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8825                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8826                                            new_name, &new_rename_ctx);
8827                 if (!ret)
8828                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
8829         }
8830         if (ret) {
8831                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8832                 goto out_fail;
8833         }
8834
8835         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8836                              new_name, 0, old_idx);
8837         if (ret) {
8838                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8839                 goto out_fail;
8840         }
8841
8842         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8843                              old_name, 0, new_idx);
8844         if (ret) {
8845                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8846                 goto out_fail;
8847         }
8848
8849         if (old_inode->i_nlink == 1)
8850                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8851         if (new_inode->i_nlink == 1)
8852                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
8853
8854         /*
8855          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
8856          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
8857          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
8858          * are part of this rename operation were logged before.
8859          */
8860         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8861                 btrfs_pin_log_trans(root);
8862         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8863                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8864
8865         /* Do the log updates for all inodes. */
8866         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8867                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8868                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8869         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8870                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
8871                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
8872
8873         /* Now unpin the logs. */
8874         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8875                 btrfs_end_log_trans(root);
8876         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8877                 btrfs_end_log_trans(dest);
8878 out_fail:
8879         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8880         ret = ret ? ret : ret2;
8881 out_notrans:
8882         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8883             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8884                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8885
8886         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8887         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8888         return ret;
8889 }
8890
8891 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8892                                         struct inode *dir)
8893 {
8894         struct inode *inode;
8895
8896         inode = new_inode(dir->i_sb);
8897         if (inode) {
8898                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
8899                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
8900                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
8901                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
8902         }
8903         return inode;
8904 }
8905
8906 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
8907                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
8908                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
8909                         unsigned int flags)
8910 {
8911         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8912         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
8913                 .dir = old_dir,
8914                 .dentry = old_dentry,
8915         };
8916         struct btrfs_trans_handle *trans;
8917         unsigned int trans_num_items;
8918         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8919         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8920         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
8921         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
8922         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
8923         u64 index = 0;
8924         int ret;
8925         int ret2;
8926         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8927         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8928
8929         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
8930                 return -EPERM;
8931
8932         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
8933         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
8934                 return -EXDEV;
8935
8936         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
8937             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8938                 return -ENOTEMPTY;
8939
8940         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
8941             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
8942                 return -ENOTEMPTY;
8943
8944         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8945         if (ret)
8946                 return ret;
8947
8948         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8949         if (ret) {
8950                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8951                 return ret;
8952         }
8953
8954         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
8955         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
8956         if (ret) {
8957                 if (ret == -EEXIST) {
8958                         /* we shouldn't get
8959                          * eexist without a new_inode */
8960                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
8961                                 goto out_fscrypt_names;
8962                         }
8963                 } else {
8964                         /* maybe -EOVERFLOW */
8965                         goto out_fscrypt_names;
8966                 }
8967         }
8968         ret = 0;
8969
8970         /*
8971          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
8972          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
8973          */
8974         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
8975                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
8976
8977         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
8978                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
8979                 if (!whiteout_args.inode) {
8980                         ret = -ENOMEM;
8981                         goto out_fscrypt_names;
8982                 }
8983                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
8984                 if (ret)
8985                         goto out_whiteout_inode;
8986         } else {
8987                 /* 1 to update the old parent inode. */
8988                 trans_num_items = 1;
8989         }
8990
8991         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8992                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8993                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8994                 /*
8995                  * 1 to remove old root ref
8996                  * 1 to remove old root backref
8997                  * 1 to add new root ref
8998                  * 1 to add new root backref
8999                  */
9000                 trans_num_items += 4;
9001         } else {
9002                 /*
9003                  * 1 to update inode
9004                  * 1 to remove old inode ref
9005                  * 1 to add new inode ref
9006                  */
9007                 trans_num_items += 3;
9008         }
9009         /*
9010          * 1 to remove old dir item
9011          * 1 to remove old dir index
9012          * 1 to add new dir item
9013          * 1 to add new dir index
9014          */
9015         trans_num_items += 4;
9016         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9017         if (new_dir != old_dir)
9018                 trans_num_items++;
9019         if (new_inode) {
9020                 /*
9021                  * 1 to update inode
9022                  * 1 to remove inode ref
9023                  * 1 to remove dir item
9024                  * 1 to remove dir index
9025                  * 1 to possibly add orphan item
9026                  */
9027                 trans_num_items += 5;
9028         }
9029         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9030         if (IS_ERR(trans)) {
9031                 ret = PTR_ERR(trans);
9032                 goto out_notrans;
9033         }
9034
9035         if (dest != root) {
9036                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9037                 if (ret)
9038                         goto out_fail;
9039         }
9040
9041         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9042         if (ret)
9043                 goto out_fail;
9044
9045         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9046         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9047                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9048                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9049         } else {
9050                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9051                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9052                                              index);
9053                 if (ret)
9054                         goto out_fail;
9055         }
9056
9057         inode_inc_iversion(old_dir);
9058         inode_inc_iversion(new_dir);
9059         inode_inc_iversion(old_inode);
9060         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
9061
9062         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9063                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9064                                         BTRFS_I(old_inode), true);
9065
9066         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9067                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9068         } else {
9069                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9070                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9071                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9072                 if (!ret)
9073                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9074         }
9075         if (ret) {
9076                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9077                 goto out_fail;
9078         }
9079
9080         if (new_inode) {
9081                 inode_inc_iversion(new_inode);
9082                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9083                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9084                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9085                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9086                 } else {
9087                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9088                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9089                                                  &new_fname.disk_name);
9090                 }
9091                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9092                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9093                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9094                 if (ret) {
9095                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9096                         goto out_fail;
9097                 }
9098         }
9099
9100         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9101                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9102         if (ret) {
9103                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9104                 goto out_fail;
9105         }
9106
9107         if (old_inode->i_nlink == 1)
9108                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9109
9110         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9111                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9112                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9113
9114         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9115                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9116                 if (ret) {
9117                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9118                         goto out_fail;
9119                 } else {
9120                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9121                         iput(whiteout_args.inode);
9122                         whiteout_args.inode = NULL;
9123                 }
9124         }
9125 out_fail:
9126         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9127         ret = ret ? ret : ret2;
9128 out_notrans:
9129         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9130                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9131         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9132                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9133 out_whiteout_inode:
9134         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9135                 iput(whiteout_args.inode);
9136 out_fscrypt_names:
9137         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9138         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9139         return ret;
9140 }
9141
9142 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9143                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9144                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9145 {
9146         int ret;
9147
9148         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9149                 return -EINVAL;
9150
9151         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9152                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9153                                             new_dentry);
9154         else
9155                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9156                                    new_dentry, flags);
9157
9158         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9159
9160         return ret;
9161 }
9162
9163 struct btrfs_delalloc_work {
9164         struct inode *inode;
9165         struct completion completion;
9166         struct list_head list;
9167         struct btrfs_work work;
9168 };
9169
9170 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9171 {
9172         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9173         struct inode *inode;
9174
9175         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9176                                      work);
9177         inode = delalloc_work->inode;
9178         filemap_flush(inode->i_mapping);
9179         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9180                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9181                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9182
9183         iput(inode);
9184         complete(&delalloc_work->completion);
9185 }
9186
9187 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9188 {
9189         struct btrfs_delalloc_work *work;
9190
9191         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9192         if (!work)
9193                 return NULL;
9194
9195         init_completion(&work->completion);
9196         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9197         work->inode = inode;
9198         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9199
9200         return work;
9201 }
9202
9203 /*
9204  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9205  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9206  */
9207 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9208                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9209                                  bool in_reclaim_context)
9210 {
9211         struct btrfs_inode *binode;
9212         struct inode *inode;
9213         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9214         LIST_HEAD(works);
9215         LIST_HEAD(splice);
9216         int ret = 0;
9217         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
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         LIST_HEAD(splice);
9307         int ret;
9308
9309         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9310                 return -EROFS;
9311
9312         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9313         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9314         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9315         while (!list_empty(&splice)) {
9316                 /*
9317                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9318                  * flush.
9319                  */
9320                 if (nr == LONG_MAX)
9321                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9322
9323                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9324                                         delalloc_root);
9325                 root = btrfs_grab_root(root);
9326                 BUG_ON(!root);
9327                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9328                                &fs_info->delalloc_roots);
9329                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9330
9331                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9332                 btrfs_put_root(root);
9333                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9334                         goto out;
9335                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9336         }
9337         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9338
9339         ret = 0;
9340 out:
9341         if (!list_empty(&splice)) {
9342                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9343                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9344                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9345         }
9346         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9347         return ret;
9348 }
9349
9350 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9351                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9352 {
9353         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9354         struct btrfs_trans_handle *trans;
9355         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9356         struct btrfs_path *path;
9357         struct btrfs_key key;
9358         struct inode *inode;
9359         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9360                 .dir = dir,
9361                 .dentry = dentry,
9362         };
9363         unsigned int trans_num_items;
9364         int err;
9365         int name_len;
9366         int datasize;
9367         unsigned long ptr;
9368         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9369         struct extent_buffer *leaf;
9370
9371         name_len = strlen(symname);
9372         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9373                 return -ENAMETOOLONG;
9374
9375         inode = new_inode(dir->i_sb);
9376         if (!inode)
9377                 return -ENOMEM;
9378         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9379         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9380         inode_nohighmem(inode);
9381         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9382         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9383         inode_set_bytes(inode, name_len);
9384
9385         new_inode_args.inode = inode;
9386         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9387         if (err)
9388                 goto out_inode;
9389         /* 1 additional item for the inline extent */
9390         trans_num_items++;
9391
9392         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9393         if (IS_ERR(trans)) {
9394                 err = PTR_ERR(trans);
9395                 goto out_new_inode_args;
9396         }
9397
9398         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9399         if (err)
9400                 goto out;
9401
9402         path = btrfs_alloc_path();
9403         if (!path) {
9404                 err = -ENOMEM;
9405                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9406                 discard_new_inode(inode);
9407                 inode = NULL;
9408                 goto out;
9409         }
9410         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9411         key.offset = 0;
9412         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9413         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9414         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9415                                       datasize);
9416         if (err) {
9417                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9418                 btrfs_free_path(path);
9419                 discard_new_inode(inode);
9420                 inode = NULL;
9421                 goto out;
9422         }
9423         leaf = path->nodes[0];
9424         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9425                             struct btrfs_file_extent_item);
9426         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9427         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9428                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9429         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9430         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9431         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9432         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9433
9434         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9435         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9436         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9437         btrfs_free_path(path);
9438
9439         d_instantiate_new(dentry, inode);
9440         err = 0;
9441 out:
9442         btrfs_end_transaction(trans);
9443         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9444 out_new_inode_args:
9445         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9446 out_inode:
9447         if (err)
9448                 iput(inode);
9449         return err;
9450 }
9451
9452 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9453                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9454                                        struct btrfs_inode *inode,
9455                                        struct btrfs_key *ins,
9456                                        u64 file_offset)
9457 {
9458         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9459         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9460         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9461         struct btrfs_path *path;
9462         u64 start = ins->objectid;
9463         u64 len = ins->offset;
9464         int qgroup_released;
9465         int ret;
9466
9467         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9468
9469         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9470         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9471         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9472         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9473         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9474         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9475         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9476
9477         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9478         if (qgroup_released < 0)
9479                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9480
9481         if (trans) {
9482                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9483                                                   file_offset, &stack_fi,
9484                                                   true, qgroup_released);
9485                 if (ret)
9486                         goto free_qgroup;
9487                 return trans;
9488         }
9489
9490         extent_info.disk_offset = start;
9491         extent_info.disk_len = len;
9492         extent_info.data_offset = 0;
9493         extent_info.data_len = len;
9494         extent_info.file_offset = file_offset;
9495         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9496         extent_info.is_new_extent = true;
9497         extent_info.update_times = true;
9498         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9499         extent_info.insertions = 0;
9500
9501         path = btrfs_alloc_path();
9502         if (!path) {
9503                 ret = -ENOMEM;
9504                 goto free_qgroup;
9505         }
9506
9507         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9508                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9509                                      &trans);
9510         btrfs_free_path(path);
9511         if (ret)
9512                 goto free_qgroup;
9513         return trans;
9514
9515 free_qgroup:
9516         /*
9517          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9518          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9519          * transaction.
9520          * But if we error out early, we have to free what we have released
9521          * or we leak qgroup data reservation.
9522          */
9523         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9524                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9525                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9526         return ERR_PTR(ret);
9527 }
9528
9529 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9530                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9531                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9532                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9533 {
9534         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9535         struct extent_map *em;
9536         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9537         struct btrfs_key ins;
9538         u64 cur_offset = start;
9539         u64 clear_offset = start;
9540         u64 i_size;
9541         u64 cur_bytes;
9542         u64 last_alloc = (u64)-1;
9543         int ret = 0;
9544         bool own_trans = true;
9545         u64 end = start + num_bytes - 1;
9546
9547         if (trans)
9548                 own_trans = false;
9549         while (num_bytes > 0) {
9550                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9551                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9552                 /*
9553                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9554                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9555                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9556                  * sized chunks.
9557                  */
9558                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9559                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9560                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9561                 if (ret)
9562                         break;
9563
9564                 /*
9565                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9566                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9567                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9568                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9569                  * clear_offset by our extent size.
9570                  */
9571                 clear_offset += ins.offset;
9572
9573                 last_alloc = ins.offset;
9574                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9575                                                     &ins, cur_offset);
9576                 /*
9577                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9578                  * decrement the number of reservations in the block group.
9579                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9580                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9581                  */
9582                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9583                 if (IS_ERR(trans)) {
9584                         ret = PTR_ERR(trans);
9585                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9586                                                    ins.offset, 0);
9587                         break;
9588                 }
9589
9590                 em = alloc_extent_map();
9591                 if (!em) {
9592                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9593                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9594                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9595                         goto next;
9596                 }
9597
9598                 em->start = cur_offset;
9599                 em->orig_start = cur_offset;
9600                 em->len = ins.offset;
9601                 em->block_start = ins.objectid;
9602                 em->block_len = ins.offset;
9603                 em->orig_block_len = ins.offset;
9604                 em->ram_bytes = ins.offset;
9605                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9606                 em->generation = trans->transid;
9607
9608                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9609                 free_extent_map(em);
9610 next:
9611                 num_bytes -= ins.offset;
9612                 cur_offset += ins.offset;
9613                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9614
9615                 inode_inc_iversion(inode);
9616                 inode_set_ctime_current(inode);
9617                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9618                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9619                     (actual_len > inode->i_size) &&
9620                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9621                         if (cur_offset > actual_len)
9622                                 i_size = actual_len;
9623                         else
9624                                 i_size = cur_offset;
9625                         i_size_write(inode, i_size);
9626                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9627                 }
9628
9629                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
9630
9631                 if (ret) {
9632                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9633                         if (own_trans)
9634                                 btrfs_end_transaction(trans);
9635                         break;
9636                 }
9637
9638                 if (own_trans) {
9639                         btrfs_end_transaction(trans);
9640                         trans = NULL;
9641                 }
9642         }
9643         if (clear_offset < end)
9644                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9645                         end - clear_offset + 1);
9646         return ret;
9647 }
9648
9649 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9650                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9651                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9652 {
9653         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9654                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9655                                            NULL);
9656 }
9657
9658 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9659                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9660                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9661                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9662 {
9663         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9664                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9665 }
9666
9667 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9668                             struct inode *inode, int mask)
9669 {
9670         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9671         umode_t mode = inode->i_mode;
9672
9673         if (mask & MAY_WRITE &&
9674             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9675                 if (btrfs_root_readonly(root))
9676                         return -EROFS;
9677                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9678                         return -EACCES;
9679         }
9680         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9681 }
9682
9683 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9684                          struct file *file, umode_t mode)
9685 {
9686         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9687         struct btrfs_trans_handle *trans;
9688         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9689         struct inode *inode;
9690         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9691                 .dir = dir,
9692                 .dentry = file->f_path.dentry,
9693                 .orphan = true,
9694         };
9695         unsigned int trans_num_items;
9696         int ret;
9697
9698         inode = new_inode(dir->i_sb);
9699         if (!inode)
9700                 return -ENOMEM;
9701         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9702         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9703         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9704         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9705
9706         new_inode_args.inode = inode;
9707         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9708         if (ret)
9709                 goto out_inode;
9710
9711         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9712         if (IS_ERR(trans)) {
9713                 ret = PTR_ERR(trans);
9714                 goto out_new_inode_args;
9715         }
9716
9717         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9718
9719         /*
9720          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9721          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9722          * 0, through:
9723          *
9724          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9725          */
9726         set_nlink(inode, 1);
9727
9728         if (!ret) {
9729                 d_tmpfile(file, inode);
9730                 unlock_new_inode(inode);
9731                 mark_inode_dirty(inode);
9732         }
9733
9734         btrfs_end_transaction(trans);
9735         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9736 out_new_inode_args:
9737         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9738 out_inode:
9739         if (ret)
9740                 iput(inode);
9741         return finish_open_simple(file, ret);
9742 }
9743
9744 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9745 {
9746         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9747         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9748         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9749         struct page *page;
9750         u32 len;
9751
9752         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9753         len = end + 1 - start;
9754         while (index <= end_index) {
9755                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9756                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9757
9758                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
9759                 put_page(page);
9760                 index++;
9761         }
9762 }
9763
9764 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9765                                              int compress_type)
9766 {
9767         switch (compress_type) {
9768         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9769                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9770         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9771                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9772         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9773                 /*
9774                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9775                  * sector size that we support.
9776                  */
9777                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9778                         return -EINVAL;
9779                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9780                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9781         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9782                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9783         default:
9784                 return -EUCLEAN;
9785         }
9786 }
9787
9788 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9789                                 struct kiocb *iocb,
9790                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9791                                 u64 lockend,
9792                                 struct extent_state **cached_state,
9793                                 u64 extent_start, size_t count,
9794                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9795                                 bool *unlocked)
9796 {
9797         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9798         struct btrfs_root *root = inode->root;
9799         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9800         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9801         struct btrfs_path *path;
9802         struct extent_buffer *leaf;
9803         struct btrfs_file_extent_item *item;
9804         u64 ram_bytes;
9805         unsigned long ptr;
9806         void *tmp;
9807         ssize_t ret;
9808
9809         path = btrfs_alloc_path();
9810         if (!path) {
9811                 ret = -ENOMEM;
9812                 goto out;
9813         }
9814         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9815                                        extent_start, 0);
9816         if (ret) {
9817                 if (ret > 0) {
9818                         /* The extent item disappeared? */
9819                         ret = -EIO;
9820                 }
9821                 goto out;
9822         }
9823         leaf = path->nodes[0];
9824         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9825
9826         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9827         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9828
9829         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9830                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9831         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9832                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9833         if (ret < 0)
9834                 goto out;
9835         encoded->compression = ret;
9836         if (encoded->compression) {
9837                 size_t inline_size;
9838
9839                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9840                                                                 path->slots[0]);
9841                 if (inline_size > count) {
9842                         ret = -ENOBUFS;
9843                         goto out;
9844                 }
9845                 count = inline_size;
9846                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9847                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9848         } else {
9849                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9850                 encoded->len = count;
9851                 encoded->unencoded_len = count;
9852                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
9853         }
9854
9855         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
9856         if (!tmp) {
9857                 ret = -ENOMEM;
9858                 goto out;
9859         }
9860         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
9861         btrfs_release_path(path);
9862         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9863         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9864         *unlocked = true;
9865
9866         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
9867         if (ret != count)
9868                 ret = -EFAULT;
9869         kfree(tmp);
9870 out:
9871         btrfs_free_path(path);
9872         return ret;
9873 }
9874
9875 struct btrfs_encoded_read_private {
9876         wait_queue_head_t wait;
9877         atomic_t pending;
9878         blk_status_t status;
9879 };
9880
9881 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
9882 {
9883         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
9884
9885         if (bbio->bio.bi_status) {
9886                 /*
9887                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
9888                  * pairs with the memory barrier implied by the
9889                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
9890                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
9891                  * write is observed before the load of status in
9892                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
9893                  */
9894                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
9895         }
9896         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
9897                 wake_up(&priv->wait);
9898         bio_put(&bbio->bio);
9899 }
9900
9901 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
9902                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
9903                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
9904 {
9905         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9906         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
9907                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
9908         };
9909         unsigned long i = 0;
9910         struct btrfs_bio *bbio;
9911
9912         init_waitqueue_head(&priv.wait);
9913
9914         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9915                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9916         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9917         bbio->inode = inode;
9918
9919         do {
9920                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
9921
9922                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
9923                         atomic_inc(&priv.pending);
9924                         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9925
9926                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9927                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9928                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9929                         bbio->inode = inode;
9930                         continue;
9931                 }
9932
9933                 i++;
9934                 disk_bytenr += bytes;
9935                 disk_io_size -= bytes;
9936         } while (disk_io_size);
9937
9938         atomic_inc(&priv.pending);
9939         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9940
9941         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
9942                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
9943         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
9944         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
9945 }
9946
9947 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
9948                                           struct iov_iter *iter,
9949                                           u64 start, u64 lockend,
9950                                           struct extent_state **cached_state,
9951                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
9952                                           size_t count, bool compressed,
9953                                           bool *unlocked)
9954 {
9955         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9956         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9957         struct page **pages;
9958         unsigned long nr_pages, i;
9959         u64 cur;
9960         size_t page_offset;
9961         ssize_t ret;
9962
9963         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
9964         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
9965         if (!pages)
9966                 return -ENOMEM;
9967         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
9968         if (ret) {
9969                 ret = -ENOMEM;
9970                 goto out;
9971                 }
9972
9973         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
9974                                                     disk_io_size, pages);
9975         if (ret)
9976                 goto out;
9977
9978         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9979         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9980         *unlocked = true;
9981
9982         if (compressed) {
9983                 i = 0;
9984                 page_offset = 0;
9985         } else {
9986                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
9987                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
9988         }
9989         cur = 0;
9990         while (cur < count) {
9991                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
9992                                      PAGE_SIZE - page_offset);
9993
9994                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
9995                                       iter) != bytes) {
9996                         ret = -EFAULT;
9997                         goto out;
9998                 }
9999                 i++;
10000                 cur += bytes;
10001                 page_offset = 0;
10002         }
10003         ret = count;
10004 out:
10005         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10006                 if (pages[i])
10007                         __free_page(pages[i]);
10008         }
10009         kfree(pages);
10010         return ret;
10011 }
10012
10013 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10014                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10015 {
10016         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10017         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10018         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10019         ssize_t ret;
10020         size_t count = iov_iter_count(iter);
10021         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10022         struct extent_state *cached_state = NULL;
10023         struct extent_map *em;
10024         bool unlocked = false;
10025
10026         file_accessed(iocb->ki_filp);
10027
10028         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10029
10030         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10031                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10032                 return 0;
10033         }
10034         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10035         /*
10036          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10037          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10038          */
10039         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10040
10041         for (;;) {
10042                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10043
10044                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10045                                                lockend - start + 1);
10046                 if (ret)
10047                         goto out_unlock_inode;
10048                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10049                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10050                                                      lockend - start + 1);
10051                 if (!ordered)
10052                         break;
10053                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10054                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10055                 cond_resched();
10056         }
10057
10058         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10059         if (IS_ERR(em)) {
10060                 ret = PTR_ERR(em);
10061                 goto out_unlock_extent;
10062         }
10063
10064         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10065                 u64 extent_start = em->start;
10066
10067                 /*
10068                  * For inline extents we get everything we need out of the
10069                  * extent item.
10070                  */
10071                 free_extent_map(em);
10072                 em = NULL;
10073                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10074                                                 &cached_state, extent_start,
10075                                                 count, encoded, &unlocked);
10076                 goto out;
10077         }
10078
10079         /*
10080          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10081          * that.
10082          */
10083         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10084                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10085         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10086             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10087                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10088                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10089                 encoded->len = count;
10090                 encoded->unencoded_len = count;
10091         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10092                 disk_bytenr = em->block_start;
10093                 /*
10094                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10095                  * compressed extent.
10096                  */
10097                 if (em->block_len > count) {
10098                         ret = -ENOBUFS;
10099                         goto out_em;
10100                 }
10101                 disk_io_size = em->block_len;
10102                 count = em->block_len;
10103                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10104                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10105                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10106                                                              em->compress_type);
10107                 if (ret < 0)
10108                         goto out_em;
10109                 encoded->compression = ret;
10110         } else {
10111                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10112                 if (encoded->len > count)
10113                         encoded->len = count;
10114                 /*
10115                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10116                  * allocations that we'll do.
10117                  */
10118                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10119                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10120                 encoded->len = count;
10121                 encoded->unencoded_len = count;
10122                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10123         }
10124         free_extent_map(em);
10125         em = NULL;
10126
10127         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10128                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10129                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10130                 unlocked = true;
10131                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10132                 if (ret != count)
10133                         ret = -EFAULT;
10134         } else {
10135                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10136                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10137                                                  disk_io_size, count,
10138                                                  encoded->compression,
10139                                                  &unlocked);
10140         }
10141
10142 out:
10143         if (ret >= 0)
10144                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10145 out_em:
10146         free_extent_map(em);
10147 out_unlock_extent:
10148         if (!unlocked)
10149                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10150 out_unlock_inode:
10151         if (!unlocked)
10152                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10153         return ret;
10154 }
10155
10156 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10157                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10158 {
10159         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10160         struct btrfs_root *root = inode->root;
10161         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10162         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10163         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10164         struct extent_state *cached_state = NULL;
10165         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10166         int compression;
10167         size_t orig_count;
10168         u64 start, end;
10169         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10170         unsigned long nr_pages, i;
10171         struct page **pages;
10172         struct btrfs_key ins;
10173         bool extent_reserved = false;
10174         struct extent_map *em;
10175         ssize_t ret;
10176
10177         switch (encoded->compression) {
10178         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10179                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10180                 break;
10181         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10182                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10183                 break;
10184         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10185         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10186         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10187         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10188         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10189                 /* The sector size must match for LZO. */
10190                 if (encoded->compression -
10191                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10192                     fs_info->sectorsize_bits)
10193                         return -EINVAL;
10194                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10195                 break;
10196         default:
10197                 return -EINVAL;
10198         }
10199         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10200                 return -EINVAL;
10201
10202         orig_count = iov_iter_count(from);
10203
10204         /* The extent size must be sane. */
10205         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10206             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10207                 return -EINVAL;
10208
10209         /*
10210          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10211          *
10212          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10213          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10214          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10215          * extents.
10216          *
10217          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10218          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10219          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10220          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10221          */
10222         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10223                 return -EINVAL;
10224
10225         /* The extent must start on a sector boundary. */
10226         start = iocb->ki_pos;
10227         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10228                 return -EINVAL;
10229
10230         /*
10231          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10232          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10233          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10234          */
10235         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10236             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10237                 return -EINVAL;
10238
10239         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10240         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10241                 return -EINVAL;
10242
10243         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10244         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10245         end = start + num_bytes - 1;
10246
10247         /*
10248          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10249          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10250          * isn't.
10251          */
10252         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10253         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10254         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10255         if (!pages)
10256                 return -ENOMEM;
10257         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10258                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10259                 char *kaddr;
10260
10261                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10262                 if (!pages[i]) {
10263                         ret = -ENOMEM;
10264                         goto out_pages;
10265                 }
10266                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10267                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10268                         kunmap_local(kaddr);
10269                         ret = -EFAULT;
10270                         goto out_pages;
10271                 }
10272                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10273                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10274                 kunmap_local(kaddr);
10275         }
10276
10277         for (;;) {
10278                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10279
10280                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10281                 if (ret)
10282                         goto out_pages;
10283                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10284                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10285                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10286                 if (ret)
10287                         goto out_pages;
10288                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10289                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10290                 if (!ordered &&
10291                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10292                         break;
10293                 if (ordered)
10294                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10295                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10296                 cond_resched();
10297         }
10298
10299         /*
10300          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10301          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10302          */
10303         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10304         if (ret)
10305                 goto out_unlock;
10306         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10307         if (ret)
10308                 goto out_free_data_space;
10309         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10310                                               false);
10311         if (ret)
10312                 goto out_qgroup_free_data;
10313
10314         /* Try an inline extent first. */
10315         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10316             encoded->unencoded_offset == 0) {
10317                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10318                                             compression, pages, true);
10319                 if (ret <= 0) {
10320                         if (ret == 0)
10321                                 ret = orig_count;
10322                         goto out_delalloc_release;
10323                 }
10324         }
10325
10326         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10327                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10328         if (ret)
10329                 goto out_delalloc_release;
10330         extent_reserved = true;
10331
10332         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10333                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10334                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10335                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10336         if (IS_ERR(em)) {
10337                 ret = PTR_ERR(em);
10338                 goto out_free_reserved;
10339         }
10340         free_extent_map(em);
10341
10342         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10343                                        ins.objectid, ins.offset,
10344                                        encoded->unencoded_offset,
10345                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10346                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10347                                        compression);
10348         if (IS_ERR(ordered)) {
10349                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10350                 ret = PTR_ERR(ordered);
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(ordered, pages, nr_pages, 0, false);
10363         ret = orig_count;
10364         goto out;
10365
10366 out_free_reserved:
10367         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10368         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10369 out_delalloc_release:
10370         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10371         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10372 out_qgroup_free_data:
10373         if (ret < 0)
10374                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10375 out_free_data_space:
10376         /*
10377          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10378          * bytes_may_use.
10379          */
10380         if (!extent_reserved)
10381                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10382 out_unlock:
10383         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10384 out_pages:
10385         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10386                 if (pages[i])
10387                         __free_page(pages[i]);
10388         }
10389         kvfree(pages);
10390 out:
10391         if (ret >= 0)
10392                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10393         return ret;
10394 }
10395
10396 #ifdef CONFIG_SWAP
10397 /*
10398  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10399  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10400  * negative errno on failure.
10401  */
10402 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10403                                   bool is_block_group)
10404 {
10405         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10406         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10407         struct rb_node **p;
10408         struct rb_node *parent = NULL;
10409
10410         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10411         if (!sp)
10412                 return -ENOMEM;
10413         sp->ptr = ptr;
10414         sp->inode = inode;
10415         sp->is_block_group = is_block_group;
10416         sp->bg_extent_count = 1;
10417
10418         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10419         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10420         while (*p) {
10421                 parent = *p;
10422                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10423                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10424                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10425                         p = &(*p)->rb_left;
10426                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10427                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10428                         p = &(*p)->rb_right;
10429                 } else {
10430                         if (is_block_group)
10431                                 entry->bg_extent_count++;
10432                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10433                         kfree(sp);
10434                         return 1;
10435                 }
10436         }
10437         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10438         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10439         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10440         return 0;
10441 }
10442
10443 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10444 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10445 {
10446         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10447         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10448         struct rb_node *node, *next;
10449
10450         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10451         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10452         while (node) {
10453                 next = rb_next(node);
10454                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10455                 if (sp->inode == inode) {
10456                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10457                         if (sp->is_block_group) {
10458                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10459                                                            sp->bg_extent_count);
10460                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10461                         }
10462                         kfree(sp);
10463                 }
10464                 node = next;
10465         }
10466         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10467 }
10468
10469 struct btrfs_swap_info {
10470         u64 start;
10471         u64 block_start;
10472         u64 block_len;
10473         u64 lowest_ppage;
10474         u64 highest_ppage;
10475         unsigned long nr_pages;
10476         int nr_extents;
10477 };
10478
10479 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10480                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10481 {
10482         unsigned long nr_pages;
10483         unsigned long max_pages;
10484         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10485         int ret;
10486
10487         /*
10488          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10489          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10490          * the max size set in the swap header.
10491          */
10492         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10493                 return 0;
10494
10495         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10496         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10497         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10498
10499         if (first_ppage >= next_ppage)
10500                 return 0;
10501         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10502         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10503
10504         first_ppage_reported = first_ppage;
10505         if (bsi->start == 0)
10506                 first_ppage_reported++;
10507         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10508                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10509         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10510                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10511
10512         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10513         if (ret < 0)
10514                 return ret;
10515         bsi->nr_extents += ret;
10516         bsi->nr_pages += nr_pages;
10517         return 0;
10518 }
10519
10520 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10521 {
10522         struct inode *inode = file_inode(file);
10523
10524         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10525         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10526 }
10527
10528 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10529                                sector_t *span)
10530 {
10531         struct inode *inode = file_inode(file);
10532         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10533         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10534         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10535         struct extent_state *cached_state = NULL;
10536         struct extent_map *em = NULL;
10537         struct btrfs_device *device = NULL;
10538         struct btrfs_swap_info bsi = {
10539                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10540         };
10541         int ret = 0;
10542         u64 isize;
10543         u64 start;
10544
10545         /*
10546          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10547          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10548          * we don't really care.
10549          */
10550         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10551         if (ret)
10552                 return ret;
10553
10554         /*
10555          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10556          */
10557         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10558                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10559                 return -EINVAL;
10560         }
10561         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10562                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10563                 return -EINVAL;
10564         }
10565         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10566                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10567                 return -EINVAL;
10568         }
10569
10570         /*
10571          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10572          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10573          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10574          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10575          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10576          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10577          * really worth the trouble to allow it.
10578          */
10579         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10580                 btrfs_warn(fs_info,
10581            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10582                 return -EBUSY;
10583         }
10584
10585         /*
10586          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10587          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10588          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10589          * completes before the first write into the swap file after it is
10590          * activated, than that write would fallback to COW.
10591          */
10592         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10593                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10594                 btrfs_warn(fs_info,
10595            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10596                 return -EINVAL;
10597         }
10598         /*
10599          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10600          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10601          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10602          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10603          *
10604          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10605          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10606          * activating the swapfile.
10607          */
10608         spin_lock(&root->root_item_lock);
10609         if (btrfs_root_dead(root)) {
10610                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10611
10612                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10613                 btrfs_warn(fs_info,
10614                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10615                         root->root_key.objectid);
10616                 return -EPERM;
10617         }
10618         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10619         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10620
10621         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10622
10623         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10624         start = 0;
10625         while (start < isize) {
10626                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10627                 struct btrfs_block_group *bg;
10628                 u64 len = isize - start;
10629
10630                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10631                 if (IS_ERR(em)) {
10632                         ret = PTR_ERR(em);
10633                         goto out;
10634                 }
10635
10636                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10637                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10638                         ret = -EINVAL;
10639                         goto out;
10640                 }
10641                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10642                         /*
10643                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10644                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10645                          * big enough to store more than the swap header, but in
10646                          * case something changes in the future, let's catch it
10647                          * here rather than later.
10648                          */
10649                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10650                         ret = -EINVAL;
10651                         goto out;
10652                 }
10653                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10654                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10655                         ret = -EINVAL;
10656                         goto out;
10657                 }
10658
10659                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10660                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10661                 free_extent_map(em);
10662                 em = NULL;
10663
10664                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10665                 if (ret < 0) {
10666                         goto out;
10667                 } else if (ret) {
10668                         ret = 0;
10669                 } else {
10670                         btrfs_warn(fs_info,
10671                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10672                         ret = -EINVAL;
10673                         goto out;
10674                 }
10675
10676                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10677                 if (IS_ERR(em)) {
10678                         ret = PTR_ERR(em);
10679                         goto out;
10680                 }
10681
10682                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10683                         btrfs_warn(fs_info,
10684                                    "swapfile must have single data profile");
10685                         ret = -EINVAL;
10686                         goto out;
10687                 }
10688
10689                 if (device == NULL) {
10690                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
10691                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10692                         if (ret == 1)
10693                                 ret = 0;
10694                         else if (ret)
10695                                 goto out;
10696                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
10697                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10698                         ret = -EINVAL;
10699                         goto out;
10700                 }
10701
10702                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
10703                                         (logical_block_start - em->start));
10704                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
10705                 free_extent_map(em);
10706                 em = NULL;
10707
10708                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10709                 if (!bg) {
10710                         btrfs_warn(fs_info,
10711                            "could not find block group containing swapfile");
10712                         ret = -EINVAL;
10713                         goto out;
10714                 }
10715
10716                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10717                         btrfs_warn(fs_info,
10718                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10719                            bg->start,
10720                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10721                                        " (scrub running)" : "");
10722                         btrfs_put_block_group(bg);
10723                         ret = -EINVAL;
10724                         goto out;
10725                 }
10726
10727                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10728                 if (ret) {
10729                         btrfs_put_block_group(bg);
10730                         if (ret == 1)
10731                                 ret = 0;
10732                         else
10733                                 goto out;
10734                 }
10735
10736                 if (bsi.block_len &&
10737                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10738                         bsi.block_len += len;
10739                 } else {
10740                         if (bsi.block_len) {
10741                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10742                                 if (ret)
10743                                         goto out;
10744                         }
10745                         bsi.start = start;
10746                         bsi.block_start = physical_block_start;
10747                         bsi.block_len = len;
10748                 }
10749
10750                 start += len;
10751         }
10752
10753         if (bsi.block_len)
10754                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10755
10756 out:
10757         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10758                 free_extent_map(em);
10759
10760         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10761
10762         if (ret)
10763                 btrfs_swap_deactivate(file);
10764
10765         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10766
10767         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10768
10769         if (ret)
10770                 return ret;
10771
10772         if (device)
10773                 sis->bdev = device->bdev;
10774         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10775         sis->max = bsi.nr_pages;
10776         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10777         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10778         return bsi.nr_extents;
10779 }
10780 #else
10781 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10782 {
10783 }
10784
10785 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10786                                sector_t *span)
10787 {
10788         return -EOPNOTSUPP;
10789 }
10790 #endif
10791
10792 /*
10793  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10794  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10795  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10796  * always get a correct value.
10797  */
10798 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10799                               const u64 add_bytes,
10800                               const u64 del_bytes)
10801 {
10802         if (add_bytes == del_bytes)
10803                 return;
10804
10805         spin_lock(&inode->lock);
10806         if (del_bytes > 0)
10807                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10808         if (add_bytes > 0)
10809                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10810         spin_unlock(&inode->lock);
10811 }
10812
10813 /*
10814  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10815  *
10816  * @inode:   The target inode.
10817  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10818  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10819  *           sector size aligned.
10820  *
10821  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10822  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10823  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10824  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10825  * the inode's io_tree.
10826  */
10827 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10828 {
10829         struct btrfs_root *root = inode->root;
10830         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10831
10832         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10833                 return;
10834
10835         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10836         if (ordered) {
10837                 btrfs_err(root->fs_info,
10838 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10839                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
10840                           ordered->file_offset,
10841                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
10842                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10843         }
10844
10845         ASSERT(ordered == NULL);
10846 }
10847
10848 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10849         .getattr        = btrfs_getattr,
10850         .lookup         = btrfs_lookup,
10851         .create         = btrfs_create,
10852         .unlink         = btrfs_unlink,
10853         .link           = btrfs_link,
10854         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10855         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10856         .rename         = btrfs_rename2,
10857         .symlink        = btrfs_symlink,
10858         .setattr        = btrfs_setattr,
10859         .mknod          = btrfs_mknod,
10860         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10861         .permission     = btrfs_permission,
10862         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10863         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10864         .update_time    = btrfs_update_time,
10865         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10866         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10867         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10868 };
10869
10870 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10871         .llseek         = generic_file_llseek,
10872         .read           = generic_read_dir,
10873         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10874         .open           = btrfs_opendir,
10875         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10876 #ifdef CONFIG_COMPAT
10877         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10878 #endif
10879         .release        = btrfs_release_file,
10880         .fsync          = btrfs_sync_file,
10881 };
10882
10883 /*
10884  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10885  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10886  * these extents won't change over the life of the file and they
10887  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10888  *
10889  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10890  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10891  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10892  *
10893  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10894  */
10895 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10896         .read_folio     = btrfs_read_folio,
10897         .writepages     = btrfs_writepages,
10898         .readahead      = btrfs_readahead,
10899         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
10900         .release_folio  = btrfs_release_folio,
10901         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
10902         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
10903         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
10904         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10905         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10906 };
10907
10908 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10909         .getattr        = btrfs_getattr,
10910         .setattr        = btrfs_setattr,
10911         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10912         .permission     = btrfs_permission,
10913         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10914         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10915         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10916         .update_time    = btrfs_update_time,
10917         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10918         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10919 };
10920 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10921         .getattr        = btrfs_getattr,
10922         .setattr        = btrfs_setattr,
10923         .permission     = btrfs_permission,
10924         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10925         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10926         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10927         .update_time    = btrfs_update_time,
10928 };
10929 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10930         .get_link       = page_get_link,
10931         .getattr        = btrfs_getattr,
10932         .setattr        = btrfs_setattr,
10933         .permission     = btrfs_permission,
10934         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10935         .update_time    = btrfs_update_time,
10936 };
10937
10938 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
10939         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
10940 };