fs/btrfs/extent_map.c

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