extent_map.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/err.h>
   4 #include <linux/slab.h>
   5 #include <linux/spinlock.h>
   6 #include "messages.h"
   7 #include "ctree.h"
   8 #include "volumes.h"
   9 #include "extent_map.h"
  10 #include "compression.h"
  11 #include "btrfs_inode.h"
  12
  13
  14 static struct kmem_cache *extent_map_cache;
  15
  16 int __init extent_map_init(void)
  17 {
  18         extent_map_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_map",
  19                         sizeof(struct extent_map), 0,
  20                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
  21         if (!extent_map_cache)
  22                 return -ENOMEM;
  23         return 0;
  24 }
  25
  26 void __cold extent_map_exit(void)
  27 {
  28         kmem_cache_destroy(extent_map_cache);
  29 }
  30
  31 /*
  32  * Initialize the extent tree @tree.  Should be called for each new inode or
  33  * other user of the extent_map interface.
  34  */
  35 void extent_map_tree_init(struct extent_map_tree *tree)
  36 {
  37         tree->map = RB_ROOT_CACHED;
  38         INIT_LIST_HEAD(&tree->modified_extents);
  39         rwlock_init(&tree->lock);
  40 }
  41
  42 /*
  43  * Allocate a new extent_map structure.  The new structure is returned with a
  44  * reference count of one and needs to be freed using free_extent_map()
  45  */
  46 struct extent_map *alloc_extent_map(void)
  47 {
  48         struct extent_map *em;
  49         em = kmem_cache_zalloc(extent_map_cache, GFP_NOFS);
  50         if (!em)
  51                 return NULL;
  52         RB_CLEAR_NODE(&em->rb_node);
  53         refcount_set(&em->refs, 1);
  54         INIT_LIST_HEAD(&em->list);
  55         return em;
  56 }
  57
  58 /*
  59  * Drop the reference out on @em by one and free the structure if the reference
  60  * count hits zero.
  61  */
  62 void free_extent_map(struct extent_map *em)
  63 {
  64         if (!em)
  65                 return;
  66         if (refcount_dec_and_test(&em->refs)) {
  67                 WARN_ON(extent_map_in_tree(em));
  68                 WARN_ON(!list_empty(&em->list));
  69                 kmem_cache_free(extent_map_cache, em);
  70         }
  71 }
  72
  73 /* Do the math around the end of an extent, handling wrapping. */
  74 static u64 range_end(u64 start, u64 len)
  75 {
  76         if (start + len < start)
  77                 return (u64)-1;
  78         return start + len;
  79 }
  80
  81 static int tree_insert(struct rb_root_cached *root, struct extent_map *em)
  82 {
  83         struct rb_node **p = &root->rb_root.rb_node;
  84         struct rb_node *parent = NULL;
  85         struct extent_map *entry = NULL;
  86         struct rb_node *orig_parent = NULL;
  87         u64 end = range_end(em->start, em->len);
  88         bool leftmost = true;
  89
  90         while (*p) {
  91                 parent = *p;
  92                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
  93
  94                 if (em->start < entry->start) {
  95                         p = &(*p)->rb_left;
  96                 } else if (em->start >= extent_map_end(entry)) {
  97                         p = &(*p)->rb_right;
  98                         leftmost = false;
  99                 } else {
 100                         return -EEXIST;
 101                 }
 102         }
 103
 104         orig_parent = parent;
 105         while (parent && em->start >= extent_map_end(entry)) {
 106                 parent = rb_next(parent);
 107                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 108         }
 109         if (parent)
 110                 if (end > entry->start && em->start < extent_map_end(entry))
 111                         return -EEXIST;
 112
 113         parent = orig_parent;
 114         entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 115         while (parent && em->start < entry->start) {
 116                 parent = rb_prev(parent);
 117                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 118         }
 119         if (parent)
 120                 if (end > entry->start && em->start < extent_map_end(entry))
 121                         return -EEXIST;
 122
 123         rb_link_node(&em->rb_node, orig_parent, p);
 124         rb_insert_color_cached(&em->rb_node, root, leftmost);
 125         return 0;
 126 }
 127
 128 /*
 129  * Search through the tree for an extent_map with a given offset.  If it can't
 130  * be found, try to find some neighboring extents
 131  */
 132 static struct rb_node *__tree_search(struct rb_root *root, u64 offset,
 133                                      struct rb_node **prev_or_next_ret)
 134 {
 135         struct rb_node *n = root->rb_node;
 136         struct rb_node *prev = NULL;
 137         struct rb_node *orig_prev = NULL;
 138         struct extent_map *entry;
 139         struct extent_map *prev_entry = NULL;
 140
 141         ASSERT(prev_or_next_ret);
 142
 143         while (n) {
 144                 entry = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
 145                 prev = n;
 146                 prev_entry = entry;
 147
 148                 if (offset < entry->start)
 149                         n = n->rb_left;
 150                 else if (offset >= extent_map_end(entry))
 151                         n = n->rb_right;
 152                 else
 153                         return n;
 154         }
 155
 156         orig_prev = prev;
 157         while (prev && offset >= extent_map_end(prev_entry)) {
 158                 prev = rb_next(prev);
 159                 prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 160         }
 161
 162         /*
 163          * Previous extent map found, return as in this case the caller does not
 164          * care about the next one.
 165          */
 166         if (prev) {
 167                 *prev_or_next_ret = prev;
 168                 return NULL;
 169         }
 170
 171         prev = orig_prev;
 172         prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 173         while (prev && offset < prev_entry->start) {
 174                 prev = rb_prev(prev);
 175                 prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 176         }
 177         *prev_or_next_ret = prev;
 178
 179         return NULL;
 180 }
 181
 182 static inline u64 extent_map_block_end(const struct extent_map *em)
 183 {
 184         if (em->block_start + em->block_len < em->block_start)
 185                 return (u64)-1;
 186         return em->block_start + em->block_len;
 187 }
 188
 189 static bool can_merge_extent_map(const struct extent_map *em)
 190 {
 191         if (em->flags & EXTENT_FLAG_PINNED)
 192                 return false;
 193
 194         /* Don't merge compressed extents, we need to know their actual size. */
 195         if (extent_map_is_compressed(em))
 196                 return false;
 197
 198         if (em->flags & EXTENT_FLAG_LOGGING)
 199                 return false;
 200
 201         /*
 202          * We don't want to merge stuff that hasn't been written to the log yet
 203          * since it may not reflect exactly what is on disk, and that would be
 204          * bad.
 205          */
 206         if (!list_empty(&em->list))
 207                 return false;
 208
 209         return true;
 210 }
 211
 212 /* Check to see if two extent_map structs are adjacent and safe to merge. */
 213 static bool mergeable_maps(const struct extent_map *prev, const struct extent_map *next)
 214 {
 215         if (extent_map_end(prev) != next->start)
 216                 return false;
 217
 218         if (prev->flags != next->flags)
 219                 return false;
 220
 221         if (next->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE - 1)
 222                 return next->block_start == extent_map_block_end(prev);
 223
 224         /* HOLES and INLINE extents. */
 225         return next->block_start == prev->block_start;
 226 }
 227
 228 static void try_merge_map(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
 229 {
 230         struct extent_map *merge = NULL;
 231         struct rb_node *rb;
 232
 233         /*
 234          * We can't modify an extent map that is in the tree and that is being
 235          * used by another task, as it can cause that other task to see it in
 236          * inconsistent state during the merging. We always have 1 reference for
 237          * the tree and 1 for this task (which is unpinning the extent map or
 238          * clearing the logging flag), so anything > 2 means it's being used by
 239          * other tasks too.
 240          */
 241         if (refcount_read(&em->refs) > 2)
 242                 return;
 243
 244         if (!can_merge_extent_map(em))
 245                 return;
 246
 247         if (em->start != 0) {
 248                 rb = rb_prev(&em->rb_node);
 249                 if (rb)
 250                         merge = rb_entry(rb, struct extent_map, rb_node);
 251                 if (rb && can_merge_extent_map(merge) && mergeable_maps(merge, em)) {
 252                         em->start = merge->start;
 253                         em->orig_start = merge->orig_start;
 254                         em->len += merge->len;
 255                         em->block_len += merge->block_len;
 256                         em->block_start = merge->block_start;
 257                         em->mod_len = (em->mod_len + em->mod_start) - merge->mod_start;
 258                         em->mod_start = merge->mod_start;
 259                         em->generation = max(em->generation, merge->generation);
 260                         em->flags |= EXTENT_FLAG_MERGED;
 261
 262                         rb_erase_cached(&merge->rb_node, &tree->map);
 263                         RB_CLEAR_NODE(&merge->rb_node);
 264                         free_extent_map(merge);
 265                 }
 266         }
 267
 268         rb = rb_next(&em->rb_node);
 269         if (rb)
 270                 merge = rb_entry(rb, struct extent_map, rb_node);
 271         if (rb && can_merge_extent_map(merge) && mergeable_maps(em, merge)) {
 272                 em->len += merge->len;
 273                 em->block_len += merge->block_len;
 274                 rb_erase_cached(&merge->rb_node, &tree->map);
 275                 RB_CLEAR_NODE(&merge->rb_node);
 276                 em->mod_len = (merge->mod_start + merge->mod_len) - em->mod_start;
 277                 em->generation = max(em->generation, merge->generation);
 278                 em->flags |= EXTENT_FLAG_MERGED;
 279                 free_extent_map(merge);
 280         }
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Unpin an extent from the cache.
 285  *
 286  * @inode:      the inode from which we are unpinning an extent range
 287  * @start:      logical offset in the file
 288  * @len:        length of the extent
 289  * @gen:        generation that this extent has been modified in
 290  *
 291  * Called after an extent has been written to disk properly.  Set the generation
 292  * to the generation that actually added the file item to the inode so we know
 293  * we need to sync this extent when we call fsync().
 294  *
 295  * Returns: 0        on success
 296  *          -ENOENT  when the extent is not found in the tree
 297  *          -EUCLEAN if the found extent does not match the expected start
 298  */
 299 int unpin_extent_cache(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len, u64 gen)
 300 {
 301         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 302         struct extent_map_tree *tree = &inode->extent_tree;
 303         int ret = 0;
 304         struct extent_map *em;
 305         bool prealloc = false;
 306
 307         write_lock(&tree->lock);
 308         em = lookup_extent_mapping(tree, start, len);
 309
 310         if (WARN_ON(!em)) {
 311                 btrfs_warn(fs_info,
 312 "no extent map found for inode %llu (root %lld) when unpinning extent range [%llu, %llu), generation %llu",
 313                            btrfs_ino(inode), btrfs_root_id(inode->root),
 314                            start, start + len, gen);
 315                 ret = -ENOENT;
 316                 goto out;
 317         }
 318
 319         if (WARN_ON(em->start != start)) {
 320                 btrfs_warn(fs_info,
 321 "found extent map for inode %llu (root %lld) with unexpected start offset %llu when unpinning extent range [%llu, %llu), generation %llu",
 322                            btrfs_ino(inode), btrfs_root_id(inode->root),
 323                            em->start, start, start + len, gen);
 324                 ret = -EUCLEAN;
 325                 goto out;
 326         }
 327
 328         em->generation = gen;
 329         em->flags &= ~EXTENT_FLAG_PINNED;
 330         em->mod_start = em->start;
 331         em->mod_len = em->len;
 332
 333         if (em->flags & EXTENT_FLAG_FILLING) {
 334                 prealloc = true;
 335                 em->flags &= ~EXTENT_FLAG_FILLING;
 336         }
 337
 338         try_merge_map(tree, em);
 339
 340         if (prealloc) {
 341                 em->mod_start = em->start;
 342                 em->mod_len = em->len;
 343         }
 344
 345 out:
 346         write_unlock(&tree->lock);
 347         free_extent_map(em);
 348         return ret;
 349
 350 }
 351
 352 void clear_em_logging(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
 353 {
 354         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 355
 356         em->flags &= ~EXTENT_FLAG_LOGGING;
 357         if (extent_map_in_tree(em))
 358                 try_merge_map(tree, em);
 359 }
 360
 361 static inline void setup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 362                                         struct extent_map *em,
 363                                         int modified)
 364 {
 365         refcount_inc(&em->refs);
 366         em->mod_start = em->start;
 367         em->mod_len = em->len;
 368
 369         ASSERT(list_empty(&em->list));
 370
 371         if (modified)
 372                 list_add(&em->list, &tree->modified_extents);
 373         else
 374                 try_merge_map(tree, em);
 375 }
 376
 377 /*
 378  * Add new extent map to the extent tree
 379  *
 380  * @tree:       tree to insert new map in
 381  * @em:         map to insert
 382  * @modified:   indicate whether the given @em should be added to the
 383  *              modified list, which indicates the extent needs to be logged
 384  *
 385  * Insert @em into @tree or perform a simple forward/backward merge with
 386  * existing mappings.  The extent_map struct passed in will be inserted
 387  * into the tree directly, with an additional reference taken, or a
 388  * reference dropped if the merge attempt was successful.
 389  */
 390 static int add_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 391                               struct extent_map *em, int modified)
 392 {
 393         int ret = 0;
 394
 395         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 396
 397         ret = tree_insert(&tree->map, em);
 398         if (ret)
 399                 goto out;
 400
 401         setup_extent_mapping(tree, em, modified);
 402 out:
 403         return ret;
 404 }
 405
 406 static struct extent_map *
 407 __lookup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 408                         u64 start, u64 len, int strict)
 409 {
 410         struct extent_map *em;
 411         struct rb_node *rb_node;
 412         struct rb_node *prev_or_next = NULL;
 413         u64 end = range_end(start, len);
 414
 415         rb_node = __tree_search(&tree->map.rb_root, start, &prev_or_next);
 416         if (!rb_node) {
 417                 if (prev_or_next)
 418                         rb_node = prev_or_next;
 419                 else
 420                         return NULL;
 421         }
 422
 423         em = rb_entry(rb_node, struct extent_map, rb_node);
 424
 425         if (strict && !(end > em->start && start < extent_map_end(em)))
 426                 return NULL;
 427
 428         refcount_inc(&em->refs);
 429         return em;
 430 }
 431
 432 /*
 433  * Lookup extent_map that intersects @start + @len range.
 434  *
 435  * @tree:       tree to lookup in
 436  * @start:      byte offset to start the search
 437  * @len:        length of the lookup range
 438  *
 439  * Find and return the first extent_map struct in @tree that intersects the
 440  * [start, len] range.  There may be additional objects in the tree that
 441  * intersect, so check the object returned carefully to make sure that no
 442  * additional lookups are needed.
 443  */
 444 struct extent_map *lookup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 445                                          u64 start, u64 len)
 446 {
 447         return __lookup_extent_mapping(tree, start, len, 1);
 448 }
 449
 450 /*
 451  * Find a nearby extent map intersecting @start + @len (not an exact search).
 452  *
 453  * @tree:       tree to lookup in
 454  * @start:      byte offset to start the search
 455  * @len:        length of the lookup range
 456  *
 457  * Find and return the first extent_map struct in @tree that intersects the
 458  * [start, len] range.
 459  *
 460  * If one can't be found, any nearby extent may be returned
 461  */
 462 struct extent_map *search_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 463                                          u64 start, u64 len)
 464 {
 465         return __lookup_extent_mapping(tree, start, len, 0);
 466 }
 467
 468 /*
 469  * Remove an extent_map from the extent tree.
 470  *
 471  * @tree:       extent tree to remove from
 472  * @em:         extent map being removed
 473  *
 474  * Remove @em from @tree.  No reference counts are dropped, and no checks
 475  * are done to see if the range is in use.
 476  */
 477 void remove_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
 478 {
 479         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 480
 481         WARN_ON(em->flags & EXTENT_FLAG_PINNED);
 482         rb_erase_cached(&em->rb_node, &tree->map);
 483         if (!(em->flags & EXTENT_FLAG_LOGGING))
 484                 list_del_init(&em->list);
 485         RB_CLEAR_NODE(&em->rb_node);
 486 }
 487
 488 static void replace_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 489                                    struct extent_map *cur,
 490                                    struct extent_map *new,
 491                                    int modified)
 492 {
 493         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 494
 495         WARN_ON(cur->flags & EXTENT_FLAG_PINNED);
 496         ASSERT(extent_map_in_tree(cur));
 497         if (!(cur->flags & EXTENT_FLAG_LOGGING))
 498                 list_del_init(&cur->list);
 499         rb_replace_node_cached(&cur->rb_node, &new->rb_node, &tree->map);
 500         RB_CLEAR_NODE(&cur->rb_node);
 501
 502         setup_extent_mapping(tree, new, modified);
 503 }
 504
 505 static struct extent_map *next_extent_map(const struct extent_map *em)
 506 {
 507         struct rb_node *next;
 508
 509         next = rb_next(&em->rb_node);
 510         if (!next)
 511                 return NULL;
 512         return container_of(next, struct extent_map, rb_node);
 513 }
 514
 515 static struct extent_map *prev_extent_map(struct extent_map *em)
 516 {
 517         struct rb_node *prev;
 518
 519         prev = rb_prev(&em->rb_node);
 520         if (!prev)
 521                 return NULL;
 522         return container_of(prev, struct extent_map, rb_node);
 523 }
 524
 525 /*
 526  * Helper for btrfs_get_extent.  Given an existing extent in the tree,
 527  * the existing extent is the nearest extent to map_start,
 528  * and an extent that you want to insert, deal with overlap and insert
 529  * the best fitted new extent into the tree.
 530  */
 531 static noinline int merge_extent_mapping(struct extent_map_tree *em_tree,
 532                                          struct extent_map *existing,
 533                                          struct extent_map *em,
 534                                          u64 map_start)
 535 {
 536         struct extent_map *prev;
 537         struct extent_map *next;
 538         u64 start;
 539         u64 end;
 540         u64 start_diff;
 541
 542         BUG_ON(map_start < em->start || map_start >= extent_map_end(em));
 543
 544         if (existing->start > map_start) {
 545                 next = existing;
 546                 prev = prev_extent_map(next);
 547         } else {
 548                 prev = existing;
 549                 next = next_extent_map(prev);
 550         }
 551
 552         start = prev ? extent_map_end(prev) : em->start;
 553         start = max_t(u64, start, em->start);
 554         end = next ? next->start : extent_map_end(em);
 555         end = min_t(u64, end, extent_map_end(em));
 556         start_diff = start - em->start;
 557         em->start = start;
 558         em->len = end - start;
 559         if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE &&
 560             !extent_map_is_compressed(em)) {
 561                 em->block_start += start_diff;
 562                 em->block_len = em->len;
 563         }
 564         return add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
 565 }
 566
 567 /*
 568  * Add extent mapping into em_tree.
 569  *
 570  * @fs_info:  the filesystem
 571  * @em_tree:  extent tree into which we want to insert the extent mapping
 572  * @em_in:    extent we are inserting
 573  * @start:    start of the logical range btrfs_get_extent() is requesting
 574  * @len:      length of the logical range btrfs_get_extent() is requesting
 575  *
 576  * Note that @em_in's range may be different from [start, start+len),
 577  * but they must be overlapped.
 578  *
 579  * Insert @em_in into @em_tree. In case there is an overlapping range, handle
 580  * the -EEXIST by either:
 581  * a) Returning the existing extent in @em_in if @start is within the
 582  *    existing em.
 583  * b) Merge the existing extent with @em_in passed in.
 584  *
 585  * Return 0 on success, otherwise -EEXIST.
 586  *
 587  */
 588 int btrfs_add_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info,
 589                              struct extent_map_tree *em_tree,
 590                              struct extent_map **em_in, u64 start, u64 len)
 591 {
 592         int ret;
 593         struct extent_map *em = *em_in;
 594
 595         /*
 596          * Tree-checker should have rejected any inline extent with non-zero
 597          * file offset. Here just do a sanity check.
 598          */
 599         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE)
 600                 ASSERT(em->start == 0);
 601
 602         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
 603         /* it is possible that someone inserted the extent into the tree
 604          * while we had the lock dropped.  It is also possible that
 605          * an overlapping map exists in the tree
 606          */
 607         if (ret == -EEXIST) {
 608                 struct extent_map *existing;
 609
 610                 existing = search_extent_mapping(em_tree, start, len);
 611
 612                 trace_btrfs_handle_em_exist(fs_info, existing, em, start, len);
 613
 614                 /*
 615                  * existing will always be non-NULL, since there must be
 616                  * extent causing the -EEXIST.
 617                  */
 618                 if (start >= existing->start &&
 619                     start < extent_map_end(existing)) {
 620                         free_extent_map(em);
 621                         *em_in = existing;
 622                         ret = 0;
 623                 } else {
 624                         u64 orig_start = em->start;
 625                         u64 orig_len = em->len;
 626
 627                         /*
 628                          * The existing extent map is the one nearest to
 629                          * the [start, start + len) range which overlaps
 630                          */
 631                         ret = merge_extent_mapping(em_tree, existing,
 632                                                    em, start);
 633                         if (ret) {
 634                                 free_extent_map(em);
 635                                 *em_in = NULL;
 636                                 WARN_ONCE(ret,
 637 "unexpected error %d: merge existing(start %llu len %llu) with em(start %llu len %llu)\n",
 638                                           ret, existing->start, existing->len,
 639                                           orig_start, orig_len);
 640                         }
 641                         free_extent_map(existing);
 642                 }
 643         }
 644
 645         ASSERT(ret == 0 || ret == -EEXIST);
 646         return ret;
 647 }
 648
 649 /*
 650  * Drop all extent maps from a tree in the fastest possible way, rescheduling
 651  * if needed. This avoids searching the tree, from the root down to the first
 652  * extent map, before each deletion.
 653  */
 654 static void drop_all_extent_maps_fast(struct extent_map_tree *tree)
 655 {
 656         write_lock(&tree->lock);
 657         while (!RB_EMPTY_ROOT(&tree->map.rb_root)) {
 658                 struct extent_map *em;
 659                 struct rb_node *node;
 660
 661                 node = rb_first_cached(&tree->map);
 662                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
 663                 em->flags &= ~(EXTENT_FLAG_PINNED | EXTENT_FLAG_LOGGING);
 664                 remove_extent_mapping(tree, em);
 665                 free_extent_map(em);
 666                 cond_resched_rwlock_write(&tree->lock);
 667         }
 668         write_unlock(&tree->lock);
 669 }
 670
 671 /*
 672  * Drop all extent maps in a given range.
 673  *
 674  * @inode:       The target inode.
 675  * @start:       Start offset of the range.
 676  * @end:         End offset of the range (inclusive value).
 677  * @skip_pinned: Indicate if pinned extent maps should be ignored or not.
 678  *
 679  * This drops all the extent maps that intersect the given range [@start, @end].
 680  * Extent maps that partially overlap the range and extend behind or beyond it,
 681  * are split.
 682  * The caller should have locked an appropriate file range in the inode's io
 683  * tree before calling this function.
 684  */
 685 void btrfs_drop_extent_map_range(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
 686                                  bool skip_pinned)
 687 {
 688         struct extent_map *split;
 689         struct extent_map *split2;
 690         struct extent_map *em;
 691         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
 692         u64 len = end - start + 1;
 693
 694         WARN_ON(end < start);
 695         if (end == (u64)-1) {
 696                 if (start == 0 && !skip_pinned) {
 697                         drop_all_extent_maps_fast(em_tree);
 698                         return;
 699                 }
 700                 len = (u64)-1;
 701         } else {
 702                 /* Make end offset exclusive for use in the loop below. */
 703                 end++;
 704         }
 705
 706         /*
 707          * It's ok if we fail to allocate the extent maps, see the comment near
 708          * the bottom of the loop below. We only need two spare extent maps in
 709          * the worst case, where the first extent map that intersects our range
 710          * starts before the range and the last extent map that intersects our
 711          * range ends after our range (and they might be the same extent map),
 712          * because we need to split those two extent maps at the boundaries.
 713          */
 714         split = alloc_extent_map();
 715         split2 = alloc_extent_map();
 716
 717         write_lock(&em_tree->lock);
 718         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
 719
 720         while (em) {
 721                 /* extent_map_end() returns exclusive value (last byte + 1). */
 722                 const u64 em_end = extent_map_end(em);
 723                 struct extent_map *next_em = NULL;
 724                 u64 gen;
 725                 unsigned long flags;
 726                 bool modified;
 727                 bool compressed;
 728
 729                 if (em_end < end) {
 730                         next_em = next_extent_map(em);
 731                         if (next_em) {
 732                                 if (next_em->start < end)
 733                                         refcount_inc(&next_em->refs);
 734                                 else
 735                                         next_em = NULL;
 736                         }
 737                 }
 738
 739                 if (skip_pinned && (em->flags & EXTENT_FLAG_PINNED)) {
 740                         start = em_end;
 741                         goto next;
 742                 }
 743
 744                 flags = em->flags;
 745                 /*
 746                  * In case we split the extent map, we want to preserve the
 747                  * EXTENT_FLAG_LOGGING flag on our extent map, but we don't want
 748                  * it on the new extent maps.
 749                  */
 750                 em->flags &= ~(EXTENT_FLAG_PINNED | EXTENT_FLAG_LOGGING);
 751                 modified = !list_empty(&em->list);
 752
 753                 /*
 754                  * The extent map does not cross our target range, so no need to
 755                  * split it, we can remove it directly.
 756                  */
 757                 if (em->start >= start && em_end <= end)
 758                         goto remove_em;
 759
 760                 gen = em->generation;
 761                 compressed = extent_map_is_compressed(em);
 762
 763                 if (em->start < start) {
 764                         if (!split) {
 765                                 split = split2;
 766                                 split2 = NULL;
 767                                 if (!split)
 768                                         goto remove_em;
 769                         }
 770                         split->start = em->start;
 771                         split->len = start - em->start;
 772
 773                         if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
 774                                 split->orig_start = em->orig_start;
 775                                 split->block_start = em->block_start;
 776
 777                                 if (compressed)
 778                                         split->block_len = em->block_len;
 779                                 else
 780                                         split->block_len = split->len;
 781                                 split->orig_block_len = max(split->block_len,
 782                                                 em->orig_block_len);
 783                                 split->ram_bytes = em->ram_bytes;
 784                         } else {
 785                                 split->orig_start = split->start;
 786                                 split->block_len = 0;
 787                                 split->block_start = em->block_start;
 788                                 split->orig_block_len = 0;
 789                                 split->ram_bytes = split->len;
 790                         }
 791
 792                         split->generation = gen;
 793                         split->flags = flags;
 794                         replace_extent_mapping(em_tree, em, split, modified);
 795                         free_extent_map(split);
 796                         split = split2;
 797                         split2 = NULL;
 798                 }
 799                 if (em_end > end) {
 800                         if (!split) {
 801                                 split = split2;
 802                                 split2 = NULL;
 803                                 if (!split)
 804                                         goto remove_em;
 805                         }
 806                         split->start = end;
 807                         split->len = em_end - end;
 808                         split->block_start = em->block_start;
 809                         split->flags = flags;
 810                         split->generation = gen;
 811
 812                         if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
 813                                 split->orig_block_len = max(em->block_len,
 814                                                     em->orig_block_len);
 815
 816                                 split->ram_bytes = em->ram_bytes;
 817                                 if (compressed) {
 818                                         split->block_len = em->block_len;
 819                                         split->orig_start = em->orig_start;
 820                                 } else {
 821                                         const u64 diff = end - em->start;
 822
 823                                         split->block_len = split->len;
 824                                         split->block_start += diff;
 825                                         split->orig_start = em->orig_start;
 826                                 }
 827                         } else {
 828                                 split->ram_bytes = split->len;
 829                                 split->orig_start = split->start;
 830                                 split->block_len = 0;
 831                                 split->orig_block_len = 0;
 832                         }
 833
 834                         if (extent_map_in_tree(em)) {
 835                                 replace_extent_mapping(em_tree, em, split,
 836                                                        modified);
 837                         } else {
 838                                 int ret;
 839
 840                                 ret = add_extent_mapping(em_tree, split,
 841                                                          modified);
 842                                 /* Logic error, shouldn't happen. */
 843                                 ASSERT(ret == 0);
 844                                 if (WARN_ON(ret != 0) && modified)
 845                                         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
 846                         }
 847                         free_extent_map(split);
 848                         split = NULL;
 849                 }
 850 remove_em:
 851                 if (extent_map_in_tree(em)) {
 852                         /*
 853                          * If the extent map is still in the tree it means that
 854                          * either of the following is true:
 855                          *
 856                          * 1) It fits entirely in our range (doesn't end beyond
 857                          *    it or starts before it);
 858                          *
 859                          * 2) It starts before our range and/or ends after our
 860                          *    range, and we were not able to allocate the extent
 861                          *    maps for split operations, @split and @split2.
 862                          *
 863                          * If we are at case 2) then we just remove the entire
 864                          * extent map - this is fine since if anyone needs it to
 865                          * access the subranges outside our range, will just
 866                          * load it again from the subvolume tree's file extent
 867                          * item. However if the extent map was in the list of
 868                          * modified extents, then we must mark the inode for a
 869                          * full fsync, otherwise a fast fsync will miss this
 870                          * extent if it's new and needs to be logged.
 871                          */
 872                         if ((em->start < start || em_end > end) && modified) {
 873                                 ASSERT(!split);
 874                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
 875                         }
 876                         remove_extent_mapping(em_tree, em);
 877                 }
 878
 879                 /*
 880                  * Once for the tree reference (we replaced or removed the
 881                  * extent map from the tree).
 882                  */
 883                 free_extent_map(em);
 884 next:
 885                 /* Once for us (for our lookup reference). */
 886                 free_extent_map(em);
 887
 888                 em = next_em;
 889         }
 890
 891         write_unlock(&em_tree->lock);
 892
 893         free_extent_map(split);
 894         free_extent_map(split2);
 895 }
 896
 897 /*
 898  * Replace a range in the inode's extent map tree with a new extent map.
 899  *
 900  * @inode:      The target inode.
 901  * @new_em:     The new extent map to add to the inode's extent map tree.
 902  * @modified:   Indicate if the new extent map should be added to the list of
 903  *              modified extents (for fast fsync tracking).
 904  *
 905  * Drops all the extent maps in the inode's extent map tree that intersect the
 906  * range of the new extent map and adds the new extent map to the tree.
 907  * The caller should have locked an appropriate file range in the inode's io
 908  * tree before calling this function.
 909  */
 910 int btrfs_replace_extent_map_range(struct btrfs_inode *inode,
 911                                    struct extent_map *new_em,
 912                                    bool modified)
 913 {
 914         const u64 end = new_em->start + new_em->len - 1;
 915         struct extent_map_tree *tree = &inode->extent_tree;
 916         int ret;
 917
 918         ASSERT(!extent_map_in_tree(new_em));
 919
 920         /*
 921          * The caller has locked an appropriate file range in the inode's io
 922          * tree, but getting -EEXIST when adding the new extent map can still
 923          * happen in case there are extents that partially cover the range, and
 924          * this is due to two tasks operating on different parts of the extent.
 925          * See commit 18e83ac75bfe67 ("Btrfs: fix unexpected EEXIST from
 926          * btrfs_get_extent") for an example and details.
 927          */
 928         do {
 929                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, new_em->start, end, false);
 930                 write_lock(&tree->lock);
 931                 ret = add_extent_mapping(tree, new_em, modified);
 932                 write_unlock(&tree->lock);
 933         } while (ret == -EEXIST);
 934
 935         return ret;
 936 }
 937
 938 /*
 939  * Split off the first pre bytes from the extent_map at [start, start + len],
 940  * and set the block_start for it to new_logical.
 941  *
 942  * This function is used when an ordered_extent needs to be split.
 943  */
 944 int split_extent_map(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len, u64 pre,
 945                      u64 new_logical)
 946 {
 947         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
 948         struct extent_map *em;
 949         struct extent_map *split_pre = NULL;
 950         struct extent_map *split_mid = NULL;
 951         int ret = 0;
 952         unsigned long flags;
 953
 954         ASSERT(pre != 0);
 955         ASSERT(pre < len);
 956
 957         split_pre = alloc_extent_map();
 958         if (!split_pre)
 959                 return -ENOMEM;
 960         split_mid = alloc_extent_map();
 961         if (!split_mid) {
 962                 ret = -ENOMEM;
 963                 goto out_free_pre;
 964         }
 965
 966         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
 967         write_lock(&em_tree->lock);
 968         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
 969         if (!em) {
 970                 ret = -EIO;
 971                 goto out_unlock;
 972         }
 973
 974         ASSERT(em->len == len);
 975         ASSERT(!extent_map_is_compressed(em));
 976         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
 977         ASSERT(em->flags & EXTENT_FLAG_PINNED);
 978         ASSERT(!(em->flags & EXTENT_FLAG_LOGGING));
 979         ASSERT(!list_empty(&em->list));
 980
 981         flags = em->flags;
 982         em->flags &= ~EXTENT_FLAG_PINNED;
 983
 984         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
 985         split_pre->start = em->start;
 986         split_pre->len = pre;
 987         split_pre->orig_start = split_pre->start;
 988         split_pre->block_start = new_logical;
 989         split_pre->block_len = split_pre->len;
 990         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
 991         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
 992         split_pre->flags = flags;
 993         split_pre->generation = em->generation;
 994
 995         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, 1);
 996
 997         /*
 998          * Now we only have an extent_map at:
 999          *     [em->start, em->start + pre]
1000          */
1001
1002         /* Insert the middle extent_map. */
1003         split_mid->start = em->start + pre;
1004         split_mid->len = em->len - pre;
1005         split_mid->orig_start = split_mid->start;
1006         split_mid->block_start = em->block_start + pre;
1007         split_mid->block_len = split_mid->len;
1008         split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
1009         split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
1010         split_mid->flags = flags;
1011         split_mid->generation = em->generation;
1012         add_extent_mapping(em_tree, split_mid, 1);
1013
1014         /* Once for us */
1015         free_extent_map(em);
1016         /* Once for the tree */
1017         free_extent_map(em);
1018
1019 out_unlock:
1020         write_unlock(&em_tree->lock);
1021         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
1022         free_extent_map(split_mid);
1023 out_free_pre:
1024         free_extent_map(split_pre);
1025         return ret;
1026 }