Linux 6.7-rc7
[linux-modified.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 #include "raid-stripe-tree.h"
75
76 struct btrfs_iget_args {
77         u64 ino;
78         struct btrfs_root *root;
79 };
80
81 struct btrfs_dio_data {
82         ssize_t submitted;
83         struct extent_changeset *data_reserved;
84         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
85         bool data_space_reserved;
86         bool nocow_done;
87 };
88
89 struct btrfs_dio_private {
90         /* Range of I/O */
91         u64 file_offset;
92         u32 bytes;
93
94         /* This must be last */
95         struct btrfs_bio bbio;
96 };
97
98 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
99
100 struct btrfs_rename_ctx {
101         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
102         u64 index;
103 };
104
105 /*
106  * Used by data_reloc_print_warning_inode() to pass needed info for filename
107  * resolution and output of error message.
108  */
109 struct data_reloc_warn {
110         struct btrfs_path path;
111         struct btrfs_fs_info *fs_info;
112         u64 extent_item_size;
113         u64 logical;
114         int mirror_num;
115 };
116
117 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
118 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
119 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
120 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
121 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
122 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
123
124 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
125
126 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
127 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
128
129 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
130                                      struct page *locked_page, u64 start,
131                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
132                                      bool pages_dirty);
133 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
134                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
135                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
136                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
137                                        int type);
138
139 static int data_reloc_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
140                                           u64 root, void *warn_ctx)
141 {
142         struct data_reloc_warn *warn = warn_ctx;
143         struct btrfs_fs_info *fs_info = warn->fs_info;
144         struct extent_buffer *eb;
145         struct btrfs_inode_item *inode_item;
146         struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
147         struct btrfs_root *local_root;
148         struct btrfs_key key;
149         unsigned int nofs_flag;
150         u32 nlink;
151         int ret;
152
153         local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
154         if (IS_ERR(local_root)) {
155                 ret = PTR_ERR(local_root);
156                 goto err;
157         }
158
159         /* This makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff). */
160         key.objectid = inum;
161         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
162         key.offset = 0;
163
164         ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, &warn->path, 0, 0);
165         if (ret) {
166                 btrfs_put_root(local_root);
167                 btrfs_release_path(&warn->path);
168                 goto err;
169         }
170
171         eb = warn->path.nodes[0];
172         inode_item = btrfs_item_ptr(eb, warn->path.slots[0], struct btrfs_inode_item);
173         nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
174         btrfs_release_path(&warn->path);
175
176         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
177         ipath = init_ipath(4096, local_root, &warn->path);
178         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
179         if (IS_ERR(ipath)) {
180                 btrfs_put_root(local_root);
181                 ret = PTR_ERR(ipath);
182                 ipath = NULL;
183                 /*
184                  * -ENOMEM, not a critical error, just output an generic error
185                  * without filename.
186                  */
187                 btrfs_warn(fs_info,
188 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu, inode %llu offset %llu",
189                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset);
190                 return ret;
191         }
192         ret = paths_from_inode(inum, ipath);
193         if (ret < 0)
194                 goto err;
195
196         /*
197          * We deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
198          * hold all of the paths here
199          */
200         for (int i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; i++) {
201                 btrfs_warn(fs_info,
202 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
203                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset,
204                            fs_info->sectorsize, nlink,
205                            (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);
206         }
207
208         btrfs_put_root(local_root);
209         free_ipath(ipath);
210         return 0;
211
212 err:
213         btrfs_warn(fs_info,
214 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu, path resolving failed with ret=%d",
215                    warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset, ret);
216
217         free_ipath(ipath);
218         return ret;
219 }
220
221 /*
222  * Do extra user-friendly error output (e.g. lookup all the affected files).
223  *
224  * Return true if we succeeded doing the backref lookup.
225  * Return false if such lookup failed, and has to fallback to the old error message.
226  */
227 static void print_data_reloc_error(const struct btrfs_inode *inode, u64 file_off,
228                                    const u8 *csum, const u8 *csum_expected,
229                                    int mirror_num)
230 {
231         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
232         struct btrfs_path path = { 0 };
233         struct btrfs_key found_key = { 0 };
234         struct extent_buffer *eb;
235         struct btrfs_extent_item *ei;
236         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
237         u64 logical;
238         u64 flags;
239         u32 item_size;
240         int ret;
241
242         mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
243         logical = btrfs_get_reloc_bg_bytenr(fs_info);
244         mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
245
246         if (logical == U64_MAX) {
247                 btrfs_warn_rl(fs_info, "has data reloc tree but no running relocation");
248                 btrfs_warn_rl(fs_info,
249 "csum failed root %lld ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
250                         inode->root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), file_off,
251                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
252                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
253                         mirror_num);
254                 return;
255         }
256
257         logical += file_off;
258         btrfs_warn_rl(fs_info,
259 "csum failed root %lld ino %llu off %llu logical %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
260                         inode->root->root_key.objectid,
261                         btrfs_ino(inode), file_off, logical,
262                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
263                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
264                         mirror_num);
265
266         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, &path, &found_key, &flags);
267         if (ret < 0) {
268                 btrfs_err_rl(fs_info, "failed to lookup extent item for logical %llu: %d",
269                              logical, ret);
270                 return;
271         }
272         eb = path.nodes[0];
273         ei = btrfs_item_ptr(eb, path.slots[0], struct btrfs_extent_item);
274         item_size = btrfs_item_size(eb, path.slots[0]);
275         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
276                 unsigned long ptr = 0;
277                 u64 ref_root;
278                 u8 ref_level;
279
280                 while (true) {
281                         ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
282                                                       item_size, &ref_root,
283                                                       &ref_level);
284                         if (ret < 0) {
285                                 btrfs_warn_rl(fs_info,
286                                 "failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
287                                               logical, ret);
288                                 break;
289                         }
290                         if (ret > 0)
291                                 break;
292
293                         btrfs_warn_rl(fs_info,
294 "csum error at logical %llu mirror %u: metadata %s (level %d) in tree %llu",
295                                 logical, mirror_num,
296                                 (ref_level ? "node" : "leaf"),
297                                 ref_level, ref_root);
298                 }
299                 btrfs_release_path(&path);
300         } else {
301                 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };
302                 struct data_reloc_warn reloc_warn = { 0 };
303
304                 btrfs_release_path(&path);
305
306                 ctx.bytenr = found_key.objectid;
307                 ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
308                 ctx.fs_info = fs_info;
309
310                 reloc_warn.logical = logical;
311                 reloc_warn.extent_item_size = found_key.offset;
312                 reloc_warn.mirror_num = mirror_num;
313                 reloc_warn.fs_info = fs_info;
314
315                 iterate_extent_inodes(&ctx, true,
316                                       data_reloc_print_warning_inode, &reloc_warn);
317         }
318 }
319
320 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
321                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
322 {
323         struct btrfs_root *root = inode->root;
324         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
325
326         /* For data reloc tree, it's better to do a backref lookup instead. */
327         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
328                 return print_data_reloc_error(inode, logical_start, csum,
329                                               csum_expected, mirror_num);
330
331         /* Output without objectid, which is more meaningful */
332         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
333                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
334 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
335                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
336                         logical_start,
337                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
338                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
339                         mirror_num);
340         } else {
341                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
342 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
343                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
344                         logical_start,
345                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
346                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
347                         mirror_num);
348         }
349 }
350
351 /*
352  * Lock inode i_rwsem based on arguments passed.
353  *
354  * ilock_flags can have the following bit set:
355  *
356  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
357  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
358  *                   return -EAGAIN
359  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
360  */
361 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
362 {
363         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
364                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
365                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
366                                 return -EAGAIN;
367                         else
368                                 return 0;
369                 }
370                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
371         } else {
372                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
373                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
374                                 return -EAGAIN;
375                         else
376                                 return 0;
377                 }
378                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
379         }
380         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
381                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
382         return 0;
383 }
384
385 /*
386  * Unock inode i_rwsem.
387  *
388  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
389  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
390  */
391 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
392 {
393         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
394                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
395         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
396                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
397         else
398                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
399 }
400
401 /*
402  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
403  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
404  *
405  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
406  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
407  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
408  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
409  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
410  */
411 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
412                                                  struct page *locked_page,
413                                                  u64 offset, u64 bytes)
414 {
415         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
416         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
417         u64 page_start = 0, page_end = 0;
418         struct page *page;
419
420         if (locked_page) {
421                 page_start = page_offset(locked_page);
422                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
423         }
424
425         while (index <= end_index) {
426                 /*
427                  * For locked page, we will call btrfs_mark_ordered_io_finished
428                  * through btrfs_mark_ordered_io_finished() on it
429                  * in run_delalloc_range() for the error handling, which will
430                  * clear page Ordered and run the ordered extent accounting.
431                  *
432                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
433                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
434                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
435                  */
436                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
437                         index++;
438                         continue;
439                 }
440                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
441                 index++;
442                 if (!page)
443                         continue;
444
445                 /*
446                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
447                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
448                  * the ordered extent accounting for the range.
449                  */
450                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
451                                                offset, bytes);
452                 put_page(page);
453         }
454
455         if (locked_page) {
456                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
457                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
458                         return;
459                 /*
460                  * In case this page belongs to the delalloc range being
461                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
462                  * going to be properly cleaned up by the caller of
463                  * run_delalloc_range
464                  */
465                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
466                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
467                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
468                 }
469         }
470
471         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
472 }
473
474 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
475
476 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
477                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
478 {
479         int err;
480
481         if (args->default_acl) {
482                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
483                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
484                 if (err)
485                         return err;
486         }
487         if (args->acl) {
488                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
489                 if (err)
490                         return err;
491         }
492         if (!args->default_acl && !args->acl)
493                 cache_no_acl(args->inode);
494         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
495                                          &args->dentry->d_name);
496 }
497
498 /*
499  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
500  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
501  * no overlapping inline items exist in the btree
502  */
503 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
504                                 struct btrfs_path *path,
505                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
506                                 size_t size, size_t compressed_size,
507                                 int compress_type,
508                                 struct page **compressed_pages,
509                                 bool update_i_size)
510 {
511         struct btrfs_root *root = inode->root;
512         struct extent_buffer *leaf;
513         struct page *page = NULL;
514         char *kaddr;
515         unsigned long ptr;
516         struct btrfs_file_extent_item *ei;
517         int ret;
518         size_t cur_size = size;
519         u64 i_size;
520
521         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
522                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
523
524         if (compressed_size && compressed_pages)
525                 cur_size = compressed_size;
526
527         if (!extent_inserted) {
528                 struct btrfs_key key;
529                 size_t datasize;
530
531                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
532                 key.offset = 0;
533                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
534
535                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
536                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
537                                               datasize);
538                 if (ret)
539                         goto fail;
540         }
541         leaf = path->nodes[0];
542         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
543                             struct btrfs_file_extent_item);
544         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
545         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
546         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
547         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
548         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
549         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
550
551         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
552                 struct page *cpage;
553                 int i = 0;
554                 while (compressed_size > 0) {
555                         cpage = compressed_pages[i];
556                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
557                                        PAGE_SIZE);
558
559                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
560                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
561                         kunmap_local(kaddr);
562
563                         i++;
564                         ptr += cur_size;
565                         compressed_size -= cur_size;
566                 }
567                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
568                                                   compress_type);
569         } else {
570                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
571                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
572                 kaddr = kmap_local_page(page);
573                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
574                 kunmap_local(kaddr);
575                 put_page(page);
576         }
577         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
578         btrfs_release_path(path);
579
580         /*
581          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
582          * sake.
583          */
584         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
585                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
586         if (ret)
587                 goto fail;
588
589         /*
590          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
591          * without locking a page we already have locked.
592          *
593          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
594          * Otherwise we could end up racing with unlink.
595          */
596         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
597         if (update_i_size && size > i_size) {
598                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
599                 i_size = size;
600         }
601         inode->disk_i_size = i_size;
602
603 fail:
604         return ret;
605 }
606
607
608 /*
609  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
610  * does the checks required to make sure the data is small enough
611  * to fit as an inline extent.
612  */
613 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
614                                           size_t compressed_size,
615                                           int compress_type,
616                                           struct page **compressed_pages,
617                                           bool update_i_size)
618 {
619         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
620         struct btrfs_root *root = inode->root;
621         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
622         struct btrfs_trans_handle *trans;
623         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
624         int ret;
625         struct btrfs_path *path;
626
627         /*
628          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
629          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
630          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
631          * size.
632          */
633         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
634             size > fs_info->sectorsize ||
635             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
636             data_len > fs_info->max_inline)
637                 return 1;
638
639         path = btrfs_alloc_path();
640         if (!path)
641                 return -ENOMEM;
642
643         trans = btrfs_join_transaction(root);
644         if (IS_ERR(trans)) {
645                 btrfs_free_path(path);
646                 return PTR_ERR(trans);
647         }
648         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
649
650         drop_args.path = path;
651         drop_args.start = 0;
652         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
653         drop_args.drop_cache = true;
654         drop_args.replace_extent = true;
655         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
656         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
657         if (ret) {
658                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
659                 goto out;
660         }
661
662         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
663                                    size, compressed_size, compress_type,
664                                    compressed_pages, update_i_size);
665         if (ret && ret != -ENOSPC) {
666                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
667                 goto out;
668         } else if (ret == -ENOSPC) {
669                 ret = 1;
670                 goto out;
671         }
672
673         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
674         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
675         if (ret && ret != -ENOSPC) {
676                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
677                 goto out;
678         } else if (ret == -ENOSPC) {
679                 ret = 1;
680                 goto out;
681         }
682
683         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
684 out:
685         /*
686          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
687          * it won't count as data extent, free them directly here.
688          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
689          * just free one page here.
690          */
691         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE, NULL);
692         btrfs_free_path(path);
693         btrfs_end_transaction(trans);
694         return ret;
695 }
696
697 struct async_extent {
698         u64 start;
699         u64 ram_size;
700         u64 compressed_size;
701         struct page **pages;
702         unsigned long nr_pages;
703         int compress_type;
704         struct list_head list;
705 };
706
707 struct async_chunk {
708         struct btrfs_inode *inode;
709         struct page *locked_page;
710         u64 start;
711         u64 end;
712         blk_opf_t write_flags;
713         struct list_head extents;
714         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
715         struct btrfs_work work;
716         struct async_cow *async_cow;
717 };
718
719 struct async_cow {
720         atomic_t num_chunks;
721         struct async_chunk chunks[];
722 };
723
724 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
725                                      u64 start, u64 ram_size,
726                                      u64 compressed_size,
727                                      struct page **pages,
728                                      unsigned long nr_pages,
729                                      int compress_type)
730 {
731         struct async_extent *async_extent;
732
733         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
734         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
735         async_extent->start = start;
736         async_extent->ram_size = ram_size;
737         async_extent->compressed_size = compressed_size;
738         async_extent->pages = pages;
739         async_extent->nr_pages = nr_pages;
740         async_extent->compress_type = compress_type;
741         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
742         return 0;
743 }
744
745 /*
746  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
747  * options, defragmentation, properties or heuristics.
748  */
749 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
750                                       u64 end)
751 {
752         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
753
754         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
755                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
756                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
757                         btrfs_ino(inode));
758                 return 0;
759         }
760         /*
761          * Special check for subpage.
762          *
763          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
764          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
765          *
766          * 0            32K             64K
767          * |    |///////|       |///////|
768          *              \- A            \- B
769          *
770          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
771          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
772          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
773          *
774          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
775          * if the range is fully page aligned.
776          *
777          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
778          * the tailing partial page will be locked until the full compression
779          * finishes, delaying the write of other range.
780          *
781          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
782          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
783          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
784          * will unlock the full page.
785          */
786         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
787                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
788                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
789                         return 0;
790         }
791
792         /* force compress */
793         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
794                 return 1;
795         /* defrag ioctl */
796         if (inode->defrag_compress)
797                 return 1;
798         /* bad compression ratios */
799         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
800                 return 0;
801         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
802             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
803             inode->prop_compress)
804                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
805         return 0;
806 }
807
808 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
809                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
810 {
811         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
812         if (num_bytes < small_write &&
813             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
814                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
815 }
816
817 /*
818  * Work queue call back to started compression on a file and pages.
819  *
820  * This is done inside an ordered work queue, and the compression is spread
821  * across many cpus.  The actual IO submission is step two, and the ordered work
822  * queue takes care of making sure that happens in the same order things were
823  * put onto the queue by writepages and friends.
824  *
825  * If this code finds it can't get good compression, it puts an entry onto the
826  * work queue to write the uncompressed bytes.  This makes sure that both
827  * compressed inodes and uncompressed inodes are written in the same order that
828  * the flusher thread sent them down.
829  */
830 static void compress_file_range(struct btrfs_work *work)
831 {
832         struct async_chunk *async_chunk =
833                 container_of(work, struct async_chunk, work);
834         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
835         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
836         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
837         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
838         u64 start = async_chunk->start;
839         u64 end = async_chunk->end;
840         u64 actual_end;
841         u64 i_size;
842         int ret = 0;
843         struct page **pages;
844         unsigned long nr_pages;
845         unsigned long total_compressed = 0;
846         unsigned long total_in = 0;
847         unsigned int poff;
848         int i;
849         int compress_type = fs_info->compress_type;
850
851         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
852
853         /*
854          * We need to call clear_page_dirty_for_io on each page in the range.
855          * Otherwise applications with the file mmap'd can wander in and change
856          * the page contents while we are compressing them.
857          */
858         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
859
860         /*
861          * We need to save i_size before now because it could change in between
862          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
863          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
864          * later on.
865          *
866          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
867          * does that for us.
868          */
869         barrier();
870         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
871         barrier();
872         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
873 again:
874         pages = NULL;
875         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
876         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
877
878         /*
879          * we don't want to send crud past the end of i_size through
880          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
881          * end of the file is before the start of our current
882          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
883          * cleanup code that can deal with all of this.
884          *
885          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
886          * very uncommon corner.
887          */
888         if (actual_end <= start)
889                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
890
891         total_compressed = actual_end - start;
892
893         /*
894          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
895          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
896          */
897         if (total_compressed <= blocksize &&
898            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
899                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
900
901         /*
902          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
903          * aligned range.
904          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
905          */
906         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
907                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
908                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
909                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
910         }
911
912         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
913                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
914         total_in = 0;
915         ret = 0;
916
917         /*
918          * We do compression for mount -o compress and when the inode has not
919          * been flagged as NOCOMPRESS.  This flag can change at any time if we
920          * discover bad compression ratios.
921          */
922         if (!inode_need_compress(inode, start, end))
923                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
924
925         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
926         if (!pages) {
927                 /*
928                  * Memory allocation failure is not a fatal error, we can fall
929                  * back to uncompressed code.
930                  */
931                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
932         }
933
934         if (inode->defrag_compress)
935                 compress_type = inode->defrag_compress;
936         else if (inode->prop_compress)
937                 compress_type = inode->prop_compress;
938
939         /* Compression level is applied here. */
940         ret = btrfs_compress_pages(compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
941                                    mapping, start, pages, &nr_pages, &total_in,
942                                    &total_compressed);
943         if (ret)
944                 goto mark_incompressible;
945
946         /*
947          * Zero the tail end of the last page, as we might be sending it down
948          * to disk.
949          */
950         poff = offset_in_page(total_compressed);
951         if (poff)
952                 memzero_page(pages[nr_pages - 1], poff, PAGE_SIZE - poff);
953
954         /*
955          * Try to create an inline extent.
956          *
957          * If we didn't compress the entire range, try to create an uncompressed
958          * inline extent, else a compressed one.
959          *
960          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
961          * extent for the subpage case.
962          */
963         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
964                 if (total_in < actual_end) {
965                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
966                                                     BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL,
967                                                     false);
968                 } else {
969                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
970                                                     total_compressed,
971                                                     compress_type, pages,
972                                                     false);
973                 }
974                 if (ret <= 0) {
975                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
976                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
977                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
978
979                         if (ret < 0)
980                                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
981
982                         /*
983                          * inline extent creation worked or returned error,
984                          * we don't need to create any more async work items.
985                          * Unlock and free up our temp pages.
986                          *
987                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
988                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
989                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
990                          * range.
991                          */
992                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
993                                                      NULL,
994                                                      clear_flags,
995                                                      PAGE_UNLOCK |
996                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
997                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
998                         goto free_pages;
999                 }
1000         }
1001
1002         /*
1003          * We aren't doing an inline extent. Round the compressed size up to a
1004          * block size boundary so the allocator does sane things.
1005          */
1006         total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
1007
1008         /*
1009          * One last check to make sure the compression is really a win, compare
1010          * the page count read with the blocks on disk, compression must free at
1011          * least one sector.
1012          */
1013         total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
1014         if (total_compressed + blocksize > total_in)
1015                 goto mark_incompressible;
1016
1017         /*
1018          * The async work queues will take care of doing actual allocation on
1019          * disk for these compressed pages, and will submit the bios.
1020          */
1021         add_async_extent(async_chunk, start, total_in, total_compressed, pages,
1022                          nr_pages, compress_type);
1023         if (start + total_in < end) {
1024                 start += total_in;
1025                 cond_resched();
1026                 goto again;
1027         }
1028         return;
1029
1030 mark_incompressible:
1031         if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) && !inode->prop_compress)
1032                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
1033 cleanup_and_bail_uncompressed:
1034         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
1035                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
1036 free_pages:
1037         if (pages) {
1038                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1039                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
1040                         put_page(pages[i]);
1041                 }
1042                 kfree(pages);
1043         }
1044 }
1045
1046 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
1047 {
1048         int i;
1049
1050         if (!async_extent->pages)
1051                 return;
1052
1053         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
1054                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
1055                 put_page(async_extent->pages[i]);
1056         }
1057         kfree(async_extent->pages);
1058         async_extent->nr_pages = 0;
1059         async_extent->pages = NULL;
1060 }
1061
1062 static void submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
1063                                       struct async_extent *async_extent,
1064                                       struct page *locked_page)
1065 {
1066         u64 start = async_extent->start;
1067         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1068         int ret;
1069         struct writeback_control wbc = {
1070                 .sync_mode              = WB_SYNC_ALL,
1071                 .range_start            = start,
1072                 .range_end              = end,
1073                 .no_cgroup_owner        = 1,
1074         };
1075
1076         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, &inode->vfs_inode);
1077         ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, &wbc, false);
1078         wbc_detach_inode(&wbc);
1079         if (ret < 0) {
1080                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
1081                 if (locked_page) {
1082                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
1083
1084                         set_page_writeback(locked_page);
1085                         end_page_writeback(locked_page);
1086                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, locked_page,
1087                                                        page_start, PAGE_SIZE,
1088                                                        !ret);
1089                         mapping_set_error(locked_page->mapping, ret);
1090                         unlock_page(locked_page);
1091                 }
1092         }
1093 }
1094
1095 static void submit_one_async_extent(struct async_chunk *async_chunk,
1096                                     struct async_extent *async_extent,
1097                                     u64 *alloc_hint)
1098 {
1099         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1100         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1101         struct btrfs_root *root = inode->root;
1102         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1103         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1104         struct btrfs_key ins;
1105         struct page *locked_page = NULL;
1106         struct extent_map *em;
1107         int ret = 0;
1108         u64 start = async_extent->start;
1109         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1110
1111         if (async_chunk->blkcg_css)
1112                 kthread_associate_blkcg(async_chunk->blkcg_css);
1113
1114         /*
1115          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
1116          * handle it.
1117          */
1118         if (async_chunk->locked_page) {
1119                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
1120                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
1121
1122                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
1123                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1124         }
1125         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1126
1127         if (async_extent->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1128                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1129                 goto done;
1130         }
1131
1132         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1133                                    async_extent->compressed_size,
1134                                    async_extent->compressed_size,
1135                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1136         if (ret) {
1137                 /*
1138                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
1139                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
1140                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
1141                  * which requires larger size?  So here we directly go error
1142                  * path.
1143                  */
1144                 goto out_free;
1145         }
1146
1147         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1148         em = create_io_em(inode, start,
1149                           async_extent->ram_size,       /* len */
1150                           start,                        /* orig_start */
1151                           ins.objectid,                 /* block_start */
1152                           ins.offset,                   /* block_len */
1153                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1154                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1155                           async_extent->compress_type,
1156                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1157         if (IS_ERR(em)) {
1158                 ret = PTR_ERR(em);
1159                 goto out_free_reserve;
1160         }
1161         free_extent_map(em);
1162
1163         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start,      /* file_offset */
1164                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1165                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1166                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1167                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1168                                        0,                       /* offset */
1169                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1170                                        async_extent->compress_type);
1171         if (IS_ERR(ordered)) {
1172                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1173                 ret = PTR_ERR(ordered);
1174                 goto out_free_reserve;
1175         }
1176         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1177
1178         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1179         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1180                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1181                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1182         btrfs_submit_compressed_write(ordered,
1183                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1184                             async_extent->nr_pages,
1185                             async_chunk->write_flags, true);
1186         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1187 done:
1188         if (async_chunk->blkcg_css)
1189                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1190         kfree(async_extent);
1191         return;
1192
1193 out_free_reserve:
1194         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1195         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1196 out_free:
1197         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, -EIO);
1198         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1199                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1200                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1201                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1202                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1203                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1204         free_async_extent_pages(async_extent);
1205         if (async_chunk->blkcg_css)
1206                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1207         btrfs_debug(fs_info,
1208 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1209                     root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), start,
1210                     async_extent->ram_size, ret);
1211         kfree(async_extent);
1212 }
1213
1214 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1215                                       u64 num_bytes)
1216 {
1217         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1218         struct extent_map *em;
1219         u64 alloc_hint = 0;
1220
1221         read_lock(&em_tree->lock);
1222         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1223         if (em) {
1224                 /*
1225                  * if block start isn't an actual block number then find the
1226                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1227                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1228                  */
1229                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1230                         free_extent_map(em);
1231                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1232                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1233                                 alloc_hint = em->block_start;
1234                         if (em)
1235                                 free_extent_map(em);
1236                 } else {
1237                         alloc_hint = em->block_start;
1238                         free_extent_map(em);
1239                 }
1240         }
1241         read_unlock(&em_tree->lock);
1242
1243         return alloc_hint;
1244 }
1245
1246 /*
1247  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1248  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1249  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1250  * in ram to track those extents.
1251  *
1252  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1253  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1254  *
1255  * When this function fails, it unlocks all pages except @locked_page.
1256  *
1257  * When this function successfully creates an inline extent, it returns 1 and
1258  * unlocks all pages including locked_page and starts I/O on them.
1259  * (In reality inline extents are limited to a single page, so locked_page is
1260  * the only page handled anyway).
1261  *
1262  * When this function succeed and creates a normal extent, the page locking
1263  * status depends on the passed in flags:
1264  *
1265  * - If @keep_locked is set, all pages are kept locked.
1266  * - Else all pages except for @locked_page are unlocked.
1267  *
1268  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1269  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1270  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1271  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1272  * example.
1273  */
1274 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1275                                    struct page *locked_page, u64 start, u64 end,
1276                                    u64 *done_offset,
1277                                    bool keep_locked, bool no_inline)
1278 {
1279         struct btrfs_root *root = inode->root;
1280         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1281         u64 alloc_hint = 0;
1282         u64 orig_start = start;
1283         u64 num_bytes;
1284         unsigned long ram_size;
1285         u64 cur_alloc_size = 0;
1286         u64 min_alloc_size;
1287         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1288         struct btrfs_key ins;
1289         struct extent_map *em;
1290         unsigned clear_bits;
1291         unsigned long page_ops;
1292         bool extent_reserved = false;
1293         int ret = 0;
1294
1295         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1296                 ret = -EINVAL;
1297                 goto out_unlock;
1298         }
1299
1300         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1301         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1302         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1303
1304         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1305
1306         /*
1307          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1308          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1309          * is doing more writeback than what we want.
1310          *
1311          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1312          * where we only increase i_size after everything is done.
1313          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1314          * So here we skip inline extent creation completely.
1315          */
1316         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE && !no_inline) {
1317                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1318                                        end + 1);
1319
1320                 /* lets try to make an inline extent */
1321                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1322                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1323                 if (ret == 0) {
1324                         /*
1325                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1326                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1327                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1328                          * range.
1329                          */
1330                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1331                                      locked_page,
1332                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1333                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1334                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1335                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1336                         /*
1337                          * locked_page is locked by the caller of
1338                          * writepage_delalloc(), not locked by
1339                          * __process_pages_contig().
1340                          *
1341                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1342                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1343                          *
1344                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1345                          * can't determine if it's an inline extent or a
1346                          * compressed extent.
1347                          */
1348                         unlock_page(locked_page);
1349                         ret = 1;
1350                         goto done;
1351                 } else if (ret < 0) {
1352                         goto out_unlock;
1353                 }
1354         }
1355
1356         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1357
1358         /*
1359          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1360          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1361          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1362          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1363          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1364          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1365          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1366          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1367          * items.
1368          */
1369         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1370                 min_alloc_size = num_bytes;
1371         else
1372                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1373
1374         while (num_bytes > 0) {
1375                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1376
1377                 cur_alloc_size = num_bytes;
1378                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1379                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1380                                            &ins, 1, 1);
1381                 if (ret == -EAGAIN) {
1382                         /*
1383                          * btrfs_reserve_extent only returns -EAGAIN for zoned
1384                          * file systems, which is an indication that there are
1385                          * no active zones to allocate from at the moment.
1386                          *
1387                          * If this is the first loop iteration, wait for at
1388                          * least one zone to finish before retrying the
1389                          * allocation.  Otherwise ask the caller to write out
1390                          * the already allocated blocks before coming back to
1391                          * us, or return -ENOSPC if it can't handle retries.
1392                          */
1393                         ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
1394                         if (start == orig_start) {
1395                                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1396                                                BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1397                                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1398                                 continue;
1399                         }
1400                         if (done_offset) {
1401                                 *done_offset = start - 1;
1402                                 return 0;
1403                         }
1404                         ret = -ENOSPC;
1405                 }
1406                 if (ret < 0)
1407                         goto out_unlock;
1408                 cur_alloc_size = ins.offset;
1409                 extent_reserved = true;
1410
1411                 ram_size = ins.offset;
1412                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1413                                   start, /* orig_start */
1414                                   ins.objectid, /* block_start */
1415                                   ins.offset, /* block_len */
1416                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1417                                   ram_size, /* ram_bytes */
1418                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1419                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1420                 if (IS_ERR(em)) {
1421                         ret = PTR_ERR(em);
1422                         goto out_reserve;
1423                 }
1424                 free_extent_map(em);
1425
1426                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, ram_size,
1427                                         ram_size, ins.objectid, cur_alloc_size,
1428                                         0, 1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1429                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1430                 if (IS_ERR(ordered)) {
1431                         ret = PTR_ERR(ordered);
1432                         goto out_drop_extent_cache;
1433                 }
1434
1435                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1436                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
1437
1438                         /*
1439                          * Only drop cache here, and process as normal.
1440                          *
1441                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1442                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1443                          * extent, as its meta should be freed by
1444                          * btrfs_finish_ordered_io().
1445                          *
1446                          * So we must continue until @start is increased to
1447                          * skip current ordered extent.
1448                          */
1449                         if (ret)
1450                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1451                                                             start + ram_size - 1,
1452                                                             false);
1453                 }
1454                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1455
1456                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1457
1458                 /*
1459                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1460                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1461                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1462                  *
1463                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1464                  * properly setup for writepage.
1465                  */
1466                 page_ops = (keep_locked ? 0 : PAGE_UNLOCK);
1467                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1468
1469                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1470                                              locked_page,
1471                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1472                                              page_ops);
1473                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1474                         num_bytes = 0;
1475                 else
1476                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1477                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1478                 start += cur_alloc_size;
1479                 extent_reserved = false;
1480
1481                 /*
1482                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1483                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1484                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1485                  */
1486                 if (ret)
1487                         goto out_unlock;
1488         }
1489 done:
1490         if (done_offset)
1491                 *done_offset = end;
1492         return ret;
1493
1494 out_drop_extent_cache:
1495         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1496 out_reserve:
1497         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1498         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1499 out_unlock:
1500         /*
1501          * Now, we have three regions to clean up:
1502          *
1503          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1504          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1505          *
1506          * We process each region below.
1507          */
1508
1509         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1510                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1511         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1512
1513         /*
1514          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1515          * for this region. They are cleaned up by
1516          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1517          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1518          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1519          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1520          * function.
1521          *
1522          * However, in case of @keep_locked, we still need to unlock the pages
1523          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1524          */
1525         if (keep_locked && orig_start < start) {
1526                 if (!locked_page)
1527                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1528                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1529                                              locked_page, 0, page_ops);
1530         }
1531
1532         /*
1533          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1534          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1535          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1536          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1537          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1538          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1539          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1540          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1541          */
1542         if (extent_reserved) {
1543                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1544                                              start + cur_alloc_size - 1,
1545                                              locked_page,
1546                                              clear_bits,
1547                                              page_ops);
1548                 start += cur_alloc_size;
1549         }
1550
1551         /*
1552          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1553          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1554          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1555          * btrfs_check_data_free_space().
1556          */
1557         if (start < end) {
1558                 clear_bits |= EXTENT_CLEAR_DATA_RESV;
1559                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1560                                              clear_bits, page_ops);
1561         }
1562         return ret;
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1567  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1568  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1569  *
1570  * If called with @do_free == true then it'll try to finish the work and free
1571  * the work struct eventually.
1572  */
1573 static noinline void submit_compressed_extents(struct btrfs_work *work, bool do_free)
1574 {
1575         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1576                                                      work);
1577         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1578         struct async_extent *async_extent;
1579         unsigned long nr_pages;
1580         u64 alloc_hint = 0;
1581
1582         if (do_free) {
1583                 struct async_chunk *async_chunk;
1584                 struct async_cow *async_cow;
1585
1586                 async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1587                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1588                 if (async_chunk->blkcg_css)
1589                         css_put(async_chunk->blkcg_css);
1590
1591                 async_cow = async_chunk->async_cow;
1592                 if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1593                         kvfree(async_cow);
1594                 return;
1595         }
1596
1597         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1598                 PAGE_SHIFT;
1599
1600         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1601                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1602                                           struct async_extent, list);
1603                 list_del(&async_extent->list);
1604                 submit_one_async_extent(async_chunk, async_extent, &alloc_hint);
1605         }
1606
1607         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1608         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1609             5 * SZ_1M)
1610                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1611 }
1612
1613 static bool run_delalloc_compressed(struct btrfs_inode *inode,
1614                                     struct page *locked_page, u64 start,
1615                                     u64 end, struct writeback_control *wbc)
1616 {
1617         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1618         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1619         struct async_cow *ctx;
1620         struct async_chunk *async_chunk;
1621         unsigned long nr_pages;
1622         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1623         int i;
1624         unsigned nofs_flag;
1625         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1626
1627         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1628         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1629         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1630         if (!ctx)
1631                 return false;
1632
1633         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1634         set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1635
1636         async_chunk = ctx->chunks;
1637         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1638
1639         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1640                 u64 cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1641
1642                 /*
1643                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1644                  * lightweight reference for the callback lifetime
1645                  */
1646                 ihold(&inode->vfs_inode);
1647                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1648                 async_chunk[i].inode = inode;
1649                 async_chunk[i].start = start;
1650                 async_chunk[i].end = cur_end;
1651                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1652                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1653
1654                 /*
1655                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1656                  * the original page we were actually given.  As we spread
1657                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1658                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1659                  *
1660                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1661                  * to unlock it.
1662                  */
1663                 if (locked_page) {
1664                         /*
1665                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1666                          * might not go through async.  We want all of them to
1667                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1668                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1669                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1670                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1671                          * against the first page.
1672                          */
1673                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1674                                                  cur_end - start);
1675                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1676                         locked_page = NULL;
1677                 } else {
1678                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1679                 }
1680
1681                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1682                         css_get(blkcg_css);
1683                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1684                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1685                 } else {
1686                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1687                 }
1688
1689                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, compress_file_range,
1690                                 submit_compressed_extents);
1691
1692                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1693                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1694
1695                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1696
1697                 start = cur_end + 1;
1698         }
1699         return true;
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Run the delalloc range from start to end, and write back any dirty pages
1704  * covered by the range.
1705  */
1706 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
1707                                      struct page *locked_page, u64 start,
1708                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
1709                                      bool pages_dirty)
1710 {
1711         u64 done_offset = end;
1712         int ret;
1713
1714         while (start <= end) {
1715                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &done_offset,
1716                                      true, false);
1717                 if (ret)
1718                         return ret;
1719                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, locked_page, start,
1720                                           done_offset, wbc, pages_dirty);
1721                 start = done_offset + 1;
1722         }
1723
1724         return 1;
1725 }
1726
1727 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1728                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1729 {
1730         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1731         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1732         int ret;
1733         LIST_HEAD(list);
1734
1735         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1736                                       &list, 0, nowait);
1737         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1738                 return 0;
1739
1740         while (!list_empty(&list)) {
1741                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1742                 list_del(&sums->list);
1743                 kfree(sums);
1744         }
1745         if (ret < 0)
1746                 return ret;
1747         return 1;
1748 }
1749
1750 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1751                            const u64 start, const u64 end)
1752 {
1753         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1754         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1755         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1756         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1757         u64 range_start = start;
1758         u64 count;
1759         int ret;
1760
1761         /*
1762          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1763          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1764          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1765          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1766          * has the NOCOW bit set).
1767          *
1768          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1769          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1770          * scrub or relocation) we need to do the following:
1771          *
1772          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1773          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1774          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1775          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1776          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1777          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1778          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1779          *
1780          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1781          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1782          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1783          *    data space info, which we incremented in the step above.
1784          *
1785          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1786          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1787          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1788          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1789          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1790          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1791          * when starting writeback.
1792          */
1793         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1794                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1795         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1796                 u64 bytes = count;
1797                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1798                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1799
1800                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1801                         bytes = range_bytes;
1802
1803                 spin_lock(&sinfo->lock);
1804                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1805                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1806
1807                 if (count > 0)
1808                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1809                                          NULL);
1810         }
1811
1812         /*
1813          * Don't try to create inline extents, as a mix of inline extent that
1814          * is written out and unlocked directly and a normal NOCOW extent
1815          * doesn't work.
1816          */
1817         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL, false, true);
1818         ASSERT(ret != 1);
1819         return ret;
1820 }
1821
1822 struct can_nocow_file_extent_args {
1823         /* Input fields. */
1824
1825         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1826         u64 start;
1827         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1828         u64 end;
1829         bool writeback_path;
1830         bool strict;
1831         /*
1832          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1833          * anymore.
1834          */
1835         bool free_path;
1836
1837         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1838
1839         u64 disk_bytenr;
1840         u64 disk_num_bytes;
1841         u64 extent_offset;
1842         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1843         u64 num_bytes;
1844 };
1845
1846 /*
1847  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1848  * This function may return with the path released, so the caller should check
1849  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1850  *
1851  * Returns: < 0 on error
1852  *            0 if we can not NOCOW
1853  *            1 if we can NOCOW
1854  */
1855 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1856                                  struct btrfs_key *key,
1857                                  struct btrfs_inode *inode,
1858                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1859 {
1860         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1861         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1862         struct btrfs_root *root = inode->root;
1863         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1864         u64 extent_end;
1865         u8 extent_type;
1866         int can_nocow = 0;
1867         int ret = 0;
1868         bool nowait = path->nowait;
1869
1870         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1871         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1872
1873         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1874                 goto out;
1875
1876         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1877         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1878         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1879         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1880
1881         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1882             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1883                 goto out;
1884
1885         /*
1886          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1887          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1888          * hence we must COW.
1889          */
1890         if (!args->strict &&
1891             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1892             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1893                 goto out;
1894
1895         /* An explicit hole, must COW. */
1896         if (args->disk_bytenr == 0)
1897                 goto out;
1898
1899         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1900         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1901             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1902             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1903                 goto out;
1904
1905         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1906
1907         /*
1908          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1909          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1910          * blocking other tasks for too long.
1911          */
1912         btrfs_release_path(path);
1913
1914         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1915                                     key->offset - args->extent_offset,
1916                                     args->disk_bytenr, args->strict, path);
1917         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1918         if (ret != 0)
1919                 goto out;
1920
1921         if (args->free_path) {
1922                 /*
1923                  * We don't need the path anymore, plus through the
1924                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1925                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1926                  * memory usage.
1927                  */
1928                 btrfs_free_path(path);
1929                 path = NULL;
1930         }
1931
1932         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1933         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1934             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1935                 goto out;
1936
1937         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1938         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1939         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1940
1941         /*
1942          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1943          * given extent are either valid or do not exist.
1944          */
1945         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1946                                   nowait);
1947         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1948         if (ret != 0)
1949                 goto out;
1950
1951         can_nocow = 1;
1952  out:
1953         if (args->free_path && path)
1954                 btrfs_free_path(path);
1955
1956         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1957 }
1958
1959 /*
1960  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1961  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1962  *
1963  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1964  * blocks on disk
1965  */
1966 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1967                                        struct page *locked_page,
1968                                        const u64 start, const u64 end)
1969 {
1970         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1971         struct btrfs_root *root = inode->root;
1972         struct btrfs_path *path;
1973         u64 cow_start = (u64)-1;
1974         u64 cur_offset = start;
1975         int ret;
1976         bool check_prev = true;
1977         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1978         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1979
1980         /*
1981          * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but in case
1982          * of relocation on a zoned filesystem serializes I/O so that we're only
1983          * writing sequentially and can end up here as well.
1984          */
1985         ASSERT(!btrfs_is_zoned(fs_info) || btrfs_is_data_reloc_root(root));
1986
1987         path = btrfs_alloc_path();
1988         if (!path) {
1989                 ret = -ENOMEM;
1990                 goto error;
1991         }
1992
1993         nocow_args.end = end;
1994         nocow_args.writeback_path = true;
1995
1996         while (1) {
1997                 struct btrfs_block_group *nocow_bg = NULL;
1998                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1999                 struct btrfs_key found_key;
2000                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
2001                 struct extent_buffer *leaf;
2002                 u64 extent_end;
2003                 u64 ram_bytes;
2004                 u64 nocow_end;
2005                 int extent_type;
2006                 bool is_prealloc;
2007
2008                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
2009                                                cur_offset, 0);
2010                 if (ret < 0)
2011                         goto error;
2012
2013                 /*
2014                  * If there is no extent for our range when doing the initial
2015                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
2016                  * one containing the search offset
2017                  */
2018                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
2019                         leaf = path->nodes[0];
2020                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
2021                                               path->slots[0] - 1);
2022                         if (found_key.objectid == ino &&
2023                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2024                                 path->slots[0]--;
2025                 }
2026                 check_prev = false;
2027 next_slot:
2028                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
2029                 leaf = path->nodes[0];
2030                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2031                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2032                         if (ret < 0)
2033                                 goto error;
2034                         if (ret > 0)
2035                                 break;
2036                         leaf = path->nodes[0];
2037                 }
2038
2039                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2040
2041                 /* Didn't find anything for our INO */
2042                 if (found_key.objectid > ino)
2043                         break;
2044                 /*
2045                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2046                  * more extents for this inode
2047                  */
2048                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2049                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2050                         path->slots[0]++;
2051                         goto next_slot;
2052                 }
2053
2054                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2055                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2056                     found_key.offset > end)
2057                         break;
2058
2059                 /*
2060                  * If the found extent starts after requested offset, then
2061                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2062                  */
2063                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2064                         extent_end = found_key.offset;
2065                         extent_type = 0;
2066                         goto must_cow;
2067                 }
2068
2069                 /*
2070                  * Found extent which begins before our range and potentially
2071                  * intersect it
2072                  */
2073                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2074                                     struct btrfs_file_extent_item);
2075                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2076                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2077                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2078                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2079                         ret = -EUCLEAN;
2080                         goto error;
2081                 }
2082                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2083                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2084
2085                 /*
2086                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2087                  * the next extent.
2088                  */
2089                 if (extent_end <= cur_offset) {
2090                         path->slots[0]++;
2091                         goto next_slot;
2092                 }
2093
2094                 nocow_args.start = cur_offset;
2095                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2096                 if (ret < 0)
2097                         goto error;
2098                 if (ret == 0)
2099                         goto must_cow;
2100
2101                 ret = 0;
2102                 nocow_bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2103                 if (!nocow_bg) {
2104 must_cow:
2105                         /*
2106                          * If we can't perform NOCOW writeback for the range,
2107                          * then record the beginning of the range that needs to
2108                          * be COWed.  It will be written out before the next
2109                          * NOCOW range if we find one, or when exiting this
2110                          * loop.
2111                          */
2112                         if (cow_start == (u64)-1)
2113                                 cow_start = cur_offset;
2114                         cur_offset = extent_end;
2115                         if (cur_offset > end)
2116                                 break;
2117                         if (!path->nodes[0])
2118                                 continue;
2119                         path->slots[0]++;
2120                         goto next_slot;
2121                 }
2122
2123                 /*
2124                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2125                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2126                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2127                  */
2128                 if (cow_start != (u64)-1) {
2129                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2130                                               cow_start, found_key.offset - 1);
2131                         cow_start = (u64)-1;
2132                         if (ret) {
2133                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2134                                 goto error;
2135                         }
2136                 }
2137
2138                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2139                 is_prealloc = extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC;
2140                 if (is_prealloc) {
2141                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2142                         struct extent_map *em;
2143
2144                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2145                                           orig_start,
2146                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2147                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2148                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2149                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2150                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2151                         if (IS_ERR(em)) {
2152                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2153                                 ret = PTR_ERR(em);
2154                                 goto error;
2155                         }
2156                         free_extent_map(em);
2157                 }
2158
2159                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, cur_offset,
2160                                 nocow_args.num_bytes, nocow_args.num_bytes,
2161                                 nocow_args.disk_bytenr, nocow_args.num_bytes, 0,
2162                                 is_prealloc
2163                                 ? (1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
2164                                 : (1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW),
2165                                 BTRFS_COMPRESS_NONE);
2166                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2167                 if (IS_ERR(ordered)) {
2168                         if (is_prealloc) {
2169                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2170                                                             nocow_end, false);
2171                         }
2172                         ret = PTR_ERR(ordered);
2173                         goto error;
2174                 }
2175
2176                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2177                         /*
2178                          * Error handled later, as we must prevent
2179                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2180                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2181                          */
2182                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
2183                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2184
2185                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2186                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2187                                              EXTENT_DELALLOC |
2188                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2189                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2190
2191                 cur_offset = extent_end;
2192
2193                 /*
2194                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2195                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2196                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2197                  */
2198                 if (ret)
2199                         goto error;
2200                 if (cur_offset > end)
2201                         break;
2202         }
2203         btrfs_release_path(path);
2204
2205         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2206                 cow_start = cur_offset;
2207
2208         if (cow_start != (u64)-1) {
2209                 cur_offset = end;
2210                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end);
2211                 cow_start = (u64)-1;
2212                 if (ret)
2213                         goto error;
2214         }
2215
2216         btrfs_free_path(path);
2217         return 0;
2218
2219 error:
2220         /*
2221          * If an error happened while a COW region is outstanding, cur_offset
2222          * needs to be reset to cow_start to ensure the COW region is unlocked
2223          * as well.
2224          */
2225         if (cow_start != (u64)-1)
2226                 cur_offset = cow_start;
2227         if (cur_offset < end)
2228                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2229                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2230                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2231                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2232                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2233                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2234         btrfs_free_path(path);
2235         return ret;
2236 }
2237
2238 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2239 {
2240         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2241                 if (inode->defrag_bytes &&
2242                     test_range_bit_exists(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG))
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                 clear_page_dirty_for_io(page);
2795         }
2796         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2797         unlock_page(page);
2798         put_page(page);
2799         kfree(fixup);
2800         extent_changeset_free(data_reserved);
2801         /*
2802          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2803          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2804          * deadlock.
2805          */
2806         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2807 }
2808
2809 /*
2810  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2811  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2812  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2813  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2814  *
2815  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2816  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2817  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2818  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2819  */
2820 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2821 {
2822         struct inode *inode = page->mapping->host;
2823         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2824         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2825
2826         /* This page has ordered extent covering it already */
2827         if (PageOrdered(page))
2828                 return 0;
2829
2830         /*
2831          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2832          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2833          *
2834          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2835          * EAGAIN.
2836          */
2837         if (PageChecked(page))
2838                 return -EAGAIN;
2839
2840         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2841         if (!fixup)
2842                 return -EAGAIN;
2843
2844         /*
2845          * We are already holding a reference to this inode from
2846          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2847          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2848          * page->mapping outside of the page lock.
2849          */
2850         ihold(inode);
2851         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2852         get_page(page);
2853         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL);
2854         fixup->page = page;
2855         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2856         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2857
2858         return -EAGAIN;
2859 }
2860
2861 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2862                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2863                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2864                                        const bool update_inode_bytes,
2865                                        u64 qgroup_reserved)
2866 {
2867         struct btrfs_root *root = inode->root;
2868         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2869         struct btrfs_path *path;
2870         struct extent_buffer *leaf;
2871         struct btrfs_key ins;
2872         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2873         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2874         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2875         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2876         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2877         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2878         int ret;
2879
2880         path = btrfs_alloc_path();
2881         if (!path)
2882                 return -ENOMEM;
2883
2884         /*
2885          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2886          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2887          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2888          *
2889          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2890          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2891          * with the others.
2892          */
2893         drop_args.path = path;
2894         drop_args.start = file_pos;
2895         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2896         drop_args.replace_extent = true;
2897         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2898         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2899         if (ret)
2900                 goto out;
2901
2902         if (!drop_args.extent_inserted) {
2903                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2904                 ins.offset = file_pos;
2905                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2906
2907                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2908                                               sizeof(*stack_fi));
2909                 if (ret)
2910                         goto out;
2911         }
2912         leaf = path->nodes[0];
2913         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2914         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2915                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2916                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2917
2918         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2919         btrfs_release_path(path);
2920
2921         /*
2922          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2923          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2924          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2925          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2926          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2927          */
2928         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2929                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2930
2931                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2932                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2933                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2934                 num_bytes -= sectorsize;
2935         }
2936
2937         if (update_inode_bytes)
2938                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2939
2940         ins.objectid = disk_bytenr;
2941         ins.offset = disk_num_bytes;
2942         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2943
2944         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2945         if (ret)
2946                 goto out;
2947
2948         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
2949                                                file_pos - offset,
2950                                                qgroup_reserved, &ins);
2951 out:
2952         btrfs_free_path(path);
2953
2954         return ret;
2955 }
2956
2957 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2958                                          u64 start, u64 len)
2959 {
2960         struct btrfs_block_group *cache;
2961
2962         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
2963         ASSERT(cache);
2964
2965         spin_lock(&cache->lock);
2966         cache->delalloc_bytes -= len;
2967         spin_unlock(&cache->lock);
2968
2969         btrfs_put_block_group(cache);
2970 }
2971
2972 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2973                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
2974 {
2975         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
2976         bool update_inode_bytes;
2977         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
2978         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
2979
2980         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
2981         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
2982         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
2983         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
2984                                                    oe->disk_num_bytes);
2985         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
2986         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
2987                 num_bytes = oe->truncated_len;
2988                 ram_bytes = num_bytes;
2989         }
2990         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
2991         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
2992         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
2993         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
2994
2995         /*
2996          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
2997          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
2998          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
2999          * except if the ordered extent was truncated.
3000          */
3001         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3002                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3003                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3004
3005         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3006                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3007                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3008 }
3009
3010 /*
3011  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3012  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3013  * fully written.
3014  */
3015 int btrfs_finish_one_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3016 {
3017         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3018         struct btrfs_root *root = inode->root;
3019         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3020         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3021         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3022         struct extent_state *cached_state = NULL;
3023         u64 start, end;
3024         int compress_type = 0;
3025         int ret = 0;
3026         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3027         bool freespace_inode;
3028         bool truncated = false;
3029         bool clear_reserved_extent = true;
3030         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3031
3032         start = ordered_extent->file_offset;
3033         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3034
3035         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3036             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3037             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3038             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3039                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3040
3041         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3042         if (!freespace_inode)
3043                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3044
3045         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3046                 ret = -EIO;
3047                 goto out;
3048         }
3049
3050         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
3051                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3052                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3053
3054         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3055                 truncated = true;
3056                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3057                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3058                 if (!logical_len)
3059                         goto out;
3060         }
3061
3062         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3063                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3064
3065                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3066                 if (freespace_inode)
3067                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3068                 else
3069                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3070                 if (IS_ERR(trans)) {
3071                         ret = PTR_ERR(trans);
3072                         trans = NULL;
3073                         goto out;
3074                 }
3075                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3076                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3077                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3078                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3079                 goto out;
3080         }
3081
3082         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3083         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3084
3085         if (freespace_inode)
3086                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3087         else
3088                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3089         if (IS_ERR(trans)) {
3090                 ret = PTR_ERR(trans);
3091                 trans = NULL;
3092                 goto out;
3093         }
3094
3095         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3096
3097         ret = btrfs_insert_raid_extent(trans, ordered_extent);
3098         if (ret)
3099                 goto out;
3100
3101         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3102                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3103         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3104                 BUG_ON(compress_type);
3105                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3106                                                 ordered_extent->file_offset,
3107                                                 ordered_extent->file_offset +
3108                                                 logical_len);
3109                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3110                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3111         } else {
3112                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3113                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3114                 if (!ret) {
3115                         clear_reserved_extent = false;
3116                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3117                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3118                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3119                 }
3120         }
3121         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3122                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3123         if (ret < 0) {
3124                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3125                 goto out;
3126         }
3127
3128         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3129         if (ret) {
3130                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3131                 goto out;
3132         }
3133
3134         /*
3135          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3136          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3137          * before updating the inode item.
3138          */
3139         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3140             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3141                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3142                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3143                                  &cached_state);
3144
3145         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3146         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3147         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3148                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3149                 goto out;
3150         }
3151         ret = 0;
3152 out:
3153         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3154                          &cached_state);
3155
3156         if (trans)
3157                 btrfs_end_transaction(trans);
3158
3159         if (ret || truncated) {
3160                 u64 unwritten_start = start;
3161
3162                 /*
3163                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3164                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3165                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3166                  * already set.  Any error during writeback would have already
3167                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3168                  * marking this ordered extent as failed.
3169                  */
3170                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3171                                              &ordered_extent->flags))
3172                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3173
3174                 if (truncated)
3175                         unwritten_start += logical_len;
3176                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3177
3178                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3179                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3180
3181                 /*
3182                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3183                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3184                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3185                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3186                  *
3187                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3188                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3189                  * has already been done.
3190                  */
3191                 if ((ret || !logical_len) &&
3192                     clear_reserved_extent &&
3193                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3194                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3195                         /*
3196                          * Discard the range before returning it back to the
3197                          * free space pool
3198                          */
3199                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3200                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3201                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3202                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3203                                                 NULL);
3204                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3205                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3206                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3207                         /*
3208                          * Actually free the qgroup rsv which was released when
3209                          * the ordered extent was created.
3210                          */
3211                         btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, inode->root->root_key.objectid,
3212                                                   ordered_extent->qgroup_rsv,
3213                                                   BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
3214                 }
3215         }
3216
3217         /*
3218          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3219          * updating everything for this ordered extent.
3220          */
3221         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3222
3223         /* once for us */
3224         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3225         /* once for the tree */
3226         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3227
3228         return ret;
3229 }
3230
3231 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
3232 {
3233         if (btrfs_is_zoned(btrfs_sb(ordered->inode->i_sb)) &&
3234             !test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags) &&
3235             list_empty(&ordered->bioc_list))
3236                 btrfs_finish_ordered_zoned(ordered);
3237         return btrfs_finish_one_ordered(ordered);
3238 }
3239
3240 /*
3241  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3242  * on the type of I/O.
3243  */
3244 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3245                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3246 {
3247         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3248         char *kaddr;
3249
3250         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3251
3252         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3253
3254         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3255         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3256         kunmap_local(kaddr);
3257
3258         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3259                 return -EIO;
3260         return 0;
3261 }
3262
3263 /*
3264  * Verify the checksum of a single data sector.
3265  *
3266  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3267  * @dev:        device the sector is on
3268  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3269  * @bv:         bio_vec to check
3270  *
3271  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3272  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3273  *
3274  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3275  */
3276 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3277                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3278 {
3279         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3280         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3281         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3282         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3283         u8 *csum_expected;
3284         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3285
3286         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3287
3288         if (!bbio->csum)
3289                 return true;
3290
3291         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3292             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3293                            NULL)) {
3294                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3295                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3296                                   EXTENT_NODATASUM);
3297                 return true;
3298         }
3299
3300         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3301                                 fs_info->csum_size;
3302         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3303                                     csum_expected))
3304                 goto zeroit;
3305         return true;
3306
3307 zeroit:
3308         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3309                                     bbio->mirror_num);
3310         if (dev)
3311                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3312         memzero_bvec(bv);
3313         return false;
3314 }
3315
3316 /*
3317  * Perform a delayed iput on @inode.
3318  *
3319  * @inode: The inode we want to perform iput on
3320  *
3321  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3322  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3323  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3324  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3325  */
3326 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3327 {
3328         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3329         unsigned long flags;
3330
3331         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3332                 return;
3333
3334         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3335         /*
3336          * Need to be irq safe here because we can be called from either an irq
3337          * context (see bio.c and btrfs_put_ordered_extent()) or a non-irq
3338          * context.
3339          */
3340         spin_lock_irqsave(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3341         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3342         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3343         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3344         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3345                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3346 }
3347
3348 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3349                                     struct btrfs_inode *inode)
3350 {
3351         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3352         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3353         iput(&inode->vfs_inode);
3354         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3355                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3356         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3357 }
3358
3359 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3360                                    struct btrfs_inode *inode)
3361 {
3362         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3363                 spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3364                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3365                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3366                 spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3367         }
3368 }
3369
3370 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3371 {
3372         /*
3373          * btrfs_put_ordered_extent() can run in irq context (see bio.c), which
3374          * calls btrfs_add_delayed_iput() and that needs to lock
3375          * fs_info->delayed_iput_lock. So we need to disable irqs here to
3376          * prevent a deadlock.
3377          */
3378         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3379         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3380                 struct btrfs_inode *inode;
3381
3382                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3383                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3384                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3385                 if (need_resched()) {
3386                         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3387                         cond_resched();
3388                         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3389                 }
3390         }
3391         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3392 }
3393
3394 /*
3395  * Wait for flushing all delayed iputs
3396  *
3397  * @fs_info:  the filesystem
3398  *
3399  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3400  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3401  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3402  * that might get blocked on the iputs.
3403  *
3404  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3405  */
3406 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3407 {
3408         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3409                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3410         if (ret)
3411                 return -EINTR;
3412         return 0;
3413 }
3414
3415 /*
3416  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3417  * in the middle of an unlink.
3418  */
3419 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3420                      struct btrfs_inode *inode)
3421 {
3422         int ret;
3423
3424         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3425         if (ret && ret != -EEXIST) {
3426                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3427                 return ret;
3428         }
3429
3430         return 0;
3431 }
3432
3433 /*
3434  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3435  * this particular inode.
3436  */
3437 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3438                             struct btrfs_inode *inode)
3439 {
3440         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3441 }
3442
3443 /*
3444  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3445  * of this root.
3446  */
3447 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3448 {
3449         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3450         struct btrfs_path *path;
3451         struct extent_buffer *leaf;
3452         struct btrfs_key key, found_key;
3453         struct btrfs_trans_handle *trans;
3454         struct inode *inode;
3455         u64 last_objectid = 0;
3456         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3457
3458         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3459                 return 0;
3460
3461         path = btrfs_alloc_path();
3462         if (!path) {
3463                 ret = -ENOMEM;
3464                 goto out;
3465         }
3466         path->reada = READA_BACK;
3467
3468         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3469         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3470         key.offset = (u64)-1;
3471
3472         while (1) {
3473                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3474                 if (ret < 0)
3475                         goto out;
3476
3477                 /*
3478                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3479                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3480                  * find the key and see if we have stuff that matches
3481                  */
3482                 if (ret > 0) {
3483                         ret = 0;
3484                         if (path->slots[0] == 0)
3485                                 break;
3486                         path->slots[0]--;
3487                 }
3488
3489                 /* pull out the item */
3490                 leaf = path->nodes[0];
3491                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3492
3493                 /* make sure the item matches what we want */
3494                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3495                         break;
3496                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3497                         break;
3498
3499                 /* release the path since we're done with it */
3500                 btrfs_release_path(path);
3501
3502                 /*
3503                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3504                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3505                  * offset of the orphan item.
3506                  */
3507
3508                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3509                         /*
3510                          * We found the same inode as before. This means we were
3511                          * not able to remove its items via eviction triggered
3512                          * by an iput(). A transaction abort may have happened,
3513                          * due to -ENOSPC for example, so try to grab the error
3514                          * that lead to a transaction abort, if any.
3515                          */
3516                         btrfs_err(fs_info,
3517                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3518                         ret = BTRFS_FS_ERROR(fs_info) ?: -EINVAL;
3519                         goto out;
3520                 }
3521
3522                 last_objectid = found_key.offset;
3523
3524                 found_key.objectid = found_key.offset;
3525                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3526                 found_key.offset = 0;
3527                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3528                 if (IS_ERR(inode)) {
3529                         ret = PTR_ERR(inode);
3530                         inode = NULL;
3531                         if (ret != -ENOENT)
3532                                 goto out;
3533                 }
3534
3535                 if (!inode && root == fs_info->tree_root) {
3536                         struct btrfs_root *dead_root;
3537                         int is_dead_root = 0;
3538
3539                         /*
3540                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3541                          * could come from 2 sources:
3542                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3543                          *  b) a free space cache inode
3544                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3545                          * for a root must not get deleted before the deletion
3546                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3547                          *
3548                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3549                          * found all deleted roots and loaded them into
3550                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3551                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3552                          * up the root from that radix tree.
3553                          */
3554
3555                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3556                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3557                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3558                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3559                                 is_dead_root = 1;
3560                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3561
3562                         if (is_dead_root) {
3563                                 /* prevent this orphan from being found again */
3564                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3565                                 continue;
3566                         }
3567
3568                 }
3569
3570                 /*
3571                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3572                  * possibilities:
3573                  *
3574                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3575                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3576                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3577                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3578
3579                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3580                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3581                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3582                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3583                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3584                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3585                  *
3586                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3587                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3588                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3589                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3590                  * the orphan item.
3591                  *
3592                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3593                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3594                  * but either way, we can delete the orphan item.
3595                  */
3596                 if (!inode || inode->i_nlink) {
3597                         if (inode) {
3598                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3599                                 iput(inode);
3600                                 inode = NULL;
3601                                 if (ret)
3602                                         goto out;
3603                         }
3604                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3605                         if (IS_ERR(trans)) {
3606                                 ret = PTR_ERR(trans);
3607                                 goto out;
3608                         }
3609                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3610                                     found_key.objectid);
3611                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3612                                                     found_key.objectid);
3613                         btrfs_end_transaction(trans);
3614                         if (ret)
3615                                 goto out;
3616                         continue;
3617                 }
3618
3619                 nr_unlink++;
3620
3621                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3622                 iput(inode);
3623         }
3624         /* release the path since we're done with it */
3625         btrfs_release_path(path);
3626
3627         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3628                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3629                 if (!IS_ERR(trans))
3630                         btrfs_end_transaction(trans);
3631         }
3632
3633         if (nr_unlink)
3634                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3635
3636 out:
3637         if (ret)
3638                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3639         btrfs_free_path(path);
3640         return ret;
3641 }
3642
3643 /*
3644  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3645  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3646  *
3647  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3648  */
3649 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3650                                           int slot, u64 objectid,
3651                                           int *first_xattr_slot)
3652 {
3653         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3654         struct btrfs_key found_key;
3655         static u64 xattr_access = 0;
3656         static u64 xattr_default = 0;
3657         int scanned = 0;
3658
3659         if (!xattr_access) {
3660                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3661                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3662                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3663                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3664         }
3665
3666         slot++;
3667         *first_xattr_slot = -1;
3668         while (slot < nritems) {
3669                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3670
3671                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3672                 if (found_key.objectid != objectid)
3673                         return 0;
3674
3675                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3676                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3677                         if (*first_xattr_slot == -1)
3678                                 *first_xattr_slot = slot;
3679                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3680                             found_key.offset == xattr_default)
3681                                 return 1;
3682                 }
3683
3684                 /*
3685                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3686                  * be any acls later on
3687                  */
3688                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3689                         return 0;
3690
3691                 slot++;
3692                 scanned++;
3693
3694                 /*
3695                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3696                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3697                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3698                  * this is just an optimization
3699                  */
3700                 if (scanned >= 8)
3701                         break;
3702         }
3703         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3704          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3705          * has acls
3706          */
3707         if (*first_xattr_slot == -1)
3708                 *first_xattr_slot = slot;
3709         return 1;
3710 }
3711
3712 /*
3713  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3714  */
3715 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3716                                    struct btrfs_path *in_path)
3717 {
3718         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3719         struct btrfs_path *path = in_path;
3720         struct extent_buffer *leaf;
3721         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3722         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3723         struct btrfs_key location;
3724         unsigned long ptr;
3725         int maybe_acls;
3726         u32 rdev;
3727         int ret;
3728         bool filled = false;
3729         int first_xattr_slot;
3730
3731         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3732         if (!ret)
3733                 filled = true;
3734
3735         if (!path) {
3736                 path = btrfs_alloc_path();
3737                 if (!path)
3738                         return -ENOMEM;
3739         }
3740
3741         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3742
3743         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3744         if (ret) {
3745                 if (path != in_path)
3746                         btrfs_free_path(path);
3747                 return ret;
3748         }
3749
3750         leaf = path->nodes[0];
3751
3752         if (filled)
3753                 goto cache_index;
3754
3755         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3756                                     struct btrfs_inode_item);
3757         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3758         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3759         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3760         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3761         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3762         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3763                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3764
3765         inode_set_atime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime),
3766                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime));
3767
3768         inode_set_mtime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime),
3769                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime));
3770
3771         inode_set_ctime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime),
3772                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime));
3773
3774         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3775         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3776
3777         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3778         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3779         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3780
3781         inode_set_iversion_queried(inode,
3782                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3783         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3784         inode->i_rdev = 0;
3785         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3786
3787         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3788         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3789                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3790
3791 cache_index:
3792         /*
3793          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3794          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3795          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3796          * cache.
3797          *
3798          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3799          * in delayed_nodes_tree.
3800          */
3801         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == btrfs_get_fs_generation(fs_info))
3802                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3803                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3804
3805         /*
3806          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3807          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3808          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3809          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3810          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3811          * replayed. For example, in the scenario:
3812          *
3813          * touch mydir/foo
3814          * ln mydir/foo mydir/bar
3815          * sync
3816          * unlink mydir/bar
3817          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3818          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3819          * <power failure>
3820          * mount fs, triggers fsync log replay
3821          *
3822          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3823          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3824          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3825          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3826          *
3827          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3828          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3829          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3830          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3831          */
3832         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3833
3834         /*
3835          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3836          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3837          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3838          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3839          */
3840         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3841
3842         path->slots[0]++;
3843         if (inode->i_nlink != 1 ||
3844             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3845                 goto cache_acl;
3846
3847         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3848         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3849                 goto cache_acl;
3850
3851         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3852         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3853                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3854
3855                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3856                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3857         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3858                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3859
3860                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3861                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3862                                                                      extref);
3863         }
3864 cache_acl:
3865         /*
3866          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3867          * any xattrs or acls
3868          */
3869         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3870                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3871         if (first_xattr_slot != -1) {
3872                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3873                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3874                 if (ret)
3875                         btrfs_err(fs_info,
3876                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3877                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3878                                   root->root_key.objectid, ret);
3879         }
3880         if (path != in_path)
3881                 btrfs_free_path(path);
3882
3883         if (!maybe_acls)
3884                 cache_no_acl(inode);
3885
3886         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3887         case S_IFREG:
3888                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3889                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3890                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3891                 break;
3892         case S_IFDIR:
3893                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3894                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3895                 break;
3896         case S_IFLNK:
3897                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3898                 inode_nohighmem(inode);
3899                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3900                 break;
3901         default:
3902                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3903                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3904                 break;
3905         }
3906
3907         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3908         return 0;
3909 }
3910
3911 /*
3912  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3913  */
3914 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3915                             struct extent_buffer *leaf,
3916                             struct btrfs_inode_item *item,
3917                             struct inode *inode)
3918 {
3919         struct btrfs_map_token token;
3920         u64 flags;
3921
3922         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3923
3924         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3925         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3926         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3927         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
3928         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
3929
3930         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
3931                                      inode_get_atime_sec(inode));
3932         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
3933                                       inode_get_atime_nsec(inode));
3934
3935         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
3936                                      inode_get_mtime_sec(inode));
3937         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
3938                                       inode_get_mtime_nsec(inode));
3939
3940         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
3941                                      inode_get_ctime_sec(inode));
3942         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
3943                                       inode_get_ctime_nsec(inode));
3944
3945         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_sec);
3946         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_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_inode *inode)
3965 {
3966         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3967         struct btrfs_path *path;
3968         struct extent_buffer *leaf;
3969         int ret;
3970
3971         path = btrfs_alloc_path();
3972         if (!path)
3973                 return -ENOMEM;
3974
3975         ret = btrfs_lookup_inode(trans, inode->root, path, &inode->location, 1);
3976         if (ret) {
3977                 if (ret > 0)
3978                         ret = -ENOENT;
3979                 goto failed;
3980         }
3981
3982         leaf = path->nodes[0];
3983         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3984                                     struct btrfs_inode_item);
3985
3986         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
3987         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
3988         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
3989         ret = 0;
3990 failed:
3991         btrfs_free_path(path);
3992         return ret;
3993 }
3994
3995 /*
3996  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3997  */
3998 int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
3999                        struct btrfs_inode *inode)
4000 {
4001         struct btrfs_root *root = inode->root;
4002         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4003         int ret;
4004
4005         /*
4006          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4007          * if we put it into the delayed code.
4008          *
4009          * The data relocation inode should also be directly updated
4010          * without delay
4011          */
4012         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4013             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4014             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4015                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4016
4017                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, inode);
4018                 if (!ret)
4019                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4020                 return ret;
4021         }
4022
4023         return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4024 }
4025
4026 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4027                                 struct btrfs_inode *inode)
4028 {
4029         int ret;
4030
4031         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4032         if (ret == -ENOSPC)
4033                 return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4034         return ret;
4035 }
4036
4037 /*
4038  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4039  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4040  * also drops the back refs in the inode to the directory
4041  */
4042 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4043                                 struct btrfs_inode *dir,
4044                                 struct btrfs_inode *inode,
4045                                 const struct fscrypt_str *name,
4046                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4047 {
4048         struct btrfs_root *root = dir->root;
4049         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4050         struct btrfs_path *path;
4051         int ret = 0;
4052         struct btrfs_dir_item *di;
4053         u64 index;
4054         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4055         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4056
4057         path = btrfs_alloc_path();
4058         if (!path) {
4059                 ret = -ENOMEM;
4060                 goto out;
4061         }
4062
4063         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4064         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4065                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4066                 goto err;
4067         }
4068         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4069         if (ret)
4070                 goto err;
4071         btrfs_release_path(path);
4072
4073         /*
4074          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4075          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4076          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4077          *
4078          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4079          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4080          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4081          * we update the inode item.
4082          */
4083         if (inode->dir_index) {
4084                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4085                 if (!ret) {
4086                         index = inode->dir_index;
4087                         goto skip_backref;
4088                 }
4089         }
4090
4091         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4092         if (ret) {
4093                 btrfs_info(fs_info,
4094                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4095                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4096                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4097                 goto err;
4098         }
4099 skip_backref:
4100         if (rename_ctx)
4101                 rename_ctx->index = index;
4102
4103         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4104         if (ret) {
4105                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4106                 goto err;
4107         }
4108
4109         /*
4110          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4111          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4112          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4113          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4114          */
4115         if (!rename_ctx) {
4116                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4117                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4118         }
4119
4120         /*
4121          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4122          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4123          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4124          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4125          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4126          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4127          * holding.
4128          */
4129         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4130 err:
4131         btrfs_free_path(path);
4132         if (ret)
4133                 goto out;
4134
4135         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4136         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4137         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4138         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4139         ret = btrfs_update_inode(trans, dir);
4140 out:
4141         return ret;
4142 }
4143
4144 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4145                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4146                        const struct fscrypt_str *name)
4147 {
4148         int ret;
4149
4150         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4151         if (!ret) {
4152                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4153                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4154         }
4155         return ret;
4156 }
4157
4158 /*
4159  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4160  *
4161  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4162  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4163  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4164  * allow the unlink to occur.
4165  */
4166 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4167 {
4168         struct btrfs_root *root = dir->root;
4169
4170         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4171                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4172 }
4173
4174 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4175 {
4176         struct btrfs_trans_handle *trans;
4177         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4178         int ret;
4179         struct fscrypt_name fname;
4180
4181         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4182         if (ret)
4183                 return ret;
4184
4185         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4186
4187         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4188         if (IS_ERR(trans)) {
4189                 ret = PTR_ERR(trans);
4190                 goto fscrypt_free;
4191         }
4192
4193         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4194                                 false);
4195
4196         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4197                                  &fname.disk_name);
4198         if (ret)
4199                 goto end_trans;
4200
4201         if (inode->i_nlink == 0) {
4202                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4203                 if (ret)
4204                         goto end_trans;
4205         }
4206
4207 end_trans:
4208         btrfs_end_transaction(trans);
4209         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4210 fscrypt_free:
4211         fscrypt_free_filename(&fname);
4212         return ret;
4213 }
4214
4215 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4216                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4217 {
4218         struct btrfs_root *root = dir->root;
4219         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4220         struct btrfs_path *path;
4221         struct extent_buffer *leaf;
4222         struct btrfs_dir_item *di;
4223         struct btrfs_key key;
4224         u64 index;
4225         int ret;
4226         u64 objectid;
4227         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4228         struct fscrypt_name fname;
4229
4230         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4231         if (ret)
4232                 return ret;
4233
4234         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4235
4236         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4237                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4238         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4239                 objectid = inode->location.objectid;
4240         } else {
4241                 WARN_ON(1);
4242                 fscrypt_free_filename(&fname);
4243                 return -EINVAL;
4244         }
4245
4246         path = btrfs_alloc_path();
4247         if (!path) {
4248                 ret = -ENOMEM;
4249                 goto out;
4250         }
4251
4252         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4253                                    &fname.disk_name, -1);
4254         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4255                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4256                 goto out;
4257         }
4258
4259         leaf = path->nodes[0];
4260         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4261         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4262         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4263         if (ret) {
4264                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4265                 goto out;
4266         }
4267         btrfs_release_path(path);
4268
4269         /*
4270          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4271          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4272          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4273          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4274          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4275          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4276          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4277          */
4278         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4279                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4280                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4281                         if (!di)
4282                                 ret = -ENOENT;
4283                         else
4284                                 ret = PTR_ERR(di);
4285                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4286                         goto out;
4287                 }
4288
4289                 leaf = path->nodes[0];
4290                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4291                 index = key.offset;
4292                 btrfs_release_path(path);
4293         } else {
4294                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4295                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4296                                          &index, &fname.disk_name);
4297                 if (ret) {
4298                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4299                         goto out;
4300                 }
4301         }
4302
4303         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4304         if (ret) {
4305                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4306                 goto out;
4307         }
4308
4309         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4310         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4311         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4312         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, dir);
4313         if (ret)
4314                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4315 out:
4316         btrfs_free_path(path);
4317         fscrypt_free_filename(&fname);
4318         return ret;
4319 }
4320
4321 /*
4322  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4323  * default.
4324  */
4325 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4326 {
4327         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4328         struct btrfs_path *path;
4329         struct btrfs_dir_item *di;
4330         struct btrfs_key key;
4331         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4332         u64 dir_id;
4333         int ret;
4334
4335         path = btrfs_alloc_path();
4336         if (!path)
4337                 return -ENOMEM;
4338
4339         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4340         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4341         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4342                                    dir_id, &name, 0);
4343         if (di && !IS_ERR(di)) {
4344                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4345                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4346                         ret = -EPERM;
4347                         btrfs_err(fs_info,
4348                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4349                                   key.objectid);
4350                         goto out;
4351                 }
4352                 btrfs_release_path(path);
4353         }
4354
4355         key.objectid = root->root_key.objectid;
4356         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4357         key.offset = (u64)-1;
4358
4359         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4360         if (ret < 0)
4361                 goto out;
4362         BUG_ON(ret == 0);
4363
4364         ret = 0;
4365         if (path->slots[0] > 0) {
4366                 path->slots[0]--;
4367                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4368                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4369                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4370                         ret = -ENOTEMPTY;
4371         }
4372 out:
4373         btrfs_free_path(path);
4374         return ret;
4375 }
4376
4377 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4378 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4379 {
4380         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4381         struct rb_node *node;
4382         struct rb_node *prev;
4383         struct btrfs_inode *entry;
4384         struct inode *inode;
4385         u64 objectid = 0;
4386
4387         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4388                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4389
4390         spin_lock(&root->inode_lock);
4391 again:
4392         node = root->inode_tree.rb_node;
4393         prev = NULL;
4394         while (node) {
4395                 prev = node;
4396                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4397
4398                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4399                         node = node->rb_left;
4400                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4401                         node = node->rb_right;
4402                 else
4403                         break;
4404         }
4405         if (!node) {
4406                 while (prev) {
4407                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4408                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4409                                 node = prev;
4410                                 break;
4411                         }
4412                         prev = rb_next(prev);
4413                 }
4414         }
4415         while (node) {
4416                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4417                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4418                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4419                 if (inode) {
4420                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4421                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4422                                 d_prune_aliases(inode);
4423                         /*
4424                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4425                          * cache when its usage count hits zero.
4426                          */
4427                         iput(inode);
4428                         cond_resched();
4429                         spin_lock(&root->inode_lock);
4430                         goto again;
4431                 }
4432
4433                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4434                         goto again;
4435
4436                 node = rb_next(node);
4437         }
4438         spin_unlock(&root->inode_lock);
4439 }
4440
4441 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4442 {
4443         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4444         struct btrfs_root *root = dir->root;
4445         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4446         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4447         struct btrfs_trans_handle *trans;
4448         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4449         u64 root_flags;
4450         int ret;
4451
4452         /*
4453          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4454          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4455          * again is not run concurrently.
4456          */
4457         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4458         if (dest->send_in_progress) {
4459                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4460                 btrfs_warn(fs_info,
4461                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4462                            dest->root_key.objectid);
4463                 return -EPERM;
4464         }
4465         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4466                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4467                 btrfs_warn(fs_info,
4468                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4469                            root->root_key.objectid);
4470                 return -EPERM;
4471         }
4472         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4473         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4474                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4475         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4476
4477         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4478
4479         ret = may_destroy_subvol(dest);
4480         if (ret)
4481                 goto out_up_write;
4482
4483         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4484         /*
4485          * One for dir inode,
4486          * two for dir entries,
4487          * two for root ref/backref.
4488          */
4489         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4490         if (ret)
4491                 goto out_up_write;
4492
4493         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4494         if (IS_ERR(trans)) {
4495                 ret = PTR_ERR(trans);
4496                 goto out_release;
4497         }
4498         trans->block_rsv = &block_rsv;
4499         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4500
4501         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4502
4503         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4504         if (ret) {
4505                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4506                 goto out_end_trans;
4507         }
4508
4509         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4510         if (ret) {
4511                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4512                 goto out_end_trans;
4513         }
4514
4515         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4516                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4517         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4518         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4519
4520         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4521                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4522                                         fs_info->tree_root,
4523                                         dest->root_key.objectid);
4524                 if (ret) {
4525                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4526                         goto out_end_trans;
4527                 }
4528         }
4529
4530         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4531                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4532                                   dest->root_key.objectid);
4533         if (ret && ret != -ENOENT) {
4534                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4535                 goto out_end_trans;
4536         }
4537         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4538                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4539                                           dest->root_item.received_uuid,
4540                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4541                                           dest->root_key.objectid);
4542                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4543                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4544                         goto out_end_trans;
4545                 }
4546         }
4547
4548         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4549         dest->anon_dev = 0;
4550 out_end_trans:
4551         trans->block_rsv = NULL;
4552         trans->bytes_reserved = 0;
4553         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4554         inode->i_flags |= S_DEAD;
4555 out_release:
4556         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4557 out_up_write:
4558         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4559         if (ret) {
4560                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4561                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4562                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4563                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4564                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4565         } else {
4566                 d_invalidate(dentry);
4567                 btrfs_prune_dentries(dest);
4568                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4569         }
4570
4571         return ret;
4572 }
4573
4574 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4575 {
4576         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4577         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4578         int err = 0;
4579         struct btrfs_trans_handle *trans;
4580         u64 last_unlink_trans;
4581         struct fscrypt_name fname;
4582
4583         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4584                 return -ENOTEMPTY;
4585         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4586                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4587                         btrfs_err(fs_info,
4588                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4589                         return -EOPNOTSUPP;
4590                 }
4591                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4592         }
4593
4594         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4595         if (err)
4596                 return err;
4597
4598         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4599
4600         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4601         if (IS_ERR(trans)) {
4602                 err = PTR_ERR(trans);
4603                 goto out_notrans;
4604         }
4605
4606         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4607                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4608                 goto out;
4609         }
4610
4611         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4612         if (err)
4613                 goto out;
4614
4615         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4616
4617         /* now the directory is empty */
4618         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4619                                  &fname.disk_name);
4620         if (!err) {
4621                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4622                 /*
4623                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4624                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4625                  * log tree in the case we do something like this:
4626                  * 1) create dir foo
4627                  * 2) create snapshot under dir foo
4628                  * 3) delete the snapshot
4629                  * 4) rmdir foo
4630                  * 5) mkdir foo
4631                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4632                  */
4633                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4634                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4635         }
4636 out:
4637         btrfs_end_transaction(trans);
4638 out_notrans:
4639         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4640         fscrypt_free_filename(&fname);
4641
4642         return err;
4643 }
4644
4645 /*
4646  * Read, zero a chunk and write a block.
4647  *
4648  * @inode - inode that we're zeroing
4649  * @from - the offset to start zeroing
4650  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4651  *      offset
4652  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4653  *
4654  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4655  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4656  */
4657 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4658                          int front)
4659 {
4660         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4661         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4662         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4663         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4664         struct extent_state *cached_state = NULL;
4665         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4666         bool only_release_metadata = false;
4667         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4668         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4669         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4670         struct page *page;
4671         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4672         size_t write_bytes = blocksize;
4673         int ret = 0;
4674         u64 block_start;
4675         u64 block_end;
4676
4677         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4678             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4679                 goto out;
4680
4681         block_start = round_down(from, blocksize);
4682         block_end = block_start + blocksize - 1;
4683
4684         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4685                                           blocksize, false);
4686         if (ret < 0) {
4687                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4688                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4689                         only_release_metadata = true;
4690                 } else {
4691                         goto out;
4692                 }
4693         }
4694         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4695         if (ret < 0) {
4696                 if (!only_release_metadata)
4697                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4698                                                        block_start, blocksize);
4699                 goto out;
4700         }
4701 again:
4702         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4703         if (!page) {
4704                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4705                                              blocksize, true);
4706                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4707                 ret = -ENOMEM;
4708                 goto out;
4709         }
4710
4711         if (!PageUptodate(page)) {
4712                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4713                 lock_page(page);
4714                 if (page->mapping != mapping) {
4715                         unlock_page(page);
4716                         put_page(page);
4717                         goto again;
4718                 }
4719                 if (!PageUptodate(page)) {
4720                         ret = -EIO;
4721                         goto out_unlock;
4722                 }
4723         }
4724
4725         /*
4726          * We unlock the page after the io is completed and then re-lock it
4727          * above.  release_folio() could have come in between that and cleared
4728          * PagePrivate(), but left the page in the mapping.  Set the page mapped
4729          * here to make sure it's properly set for the subpage stuff.
4730          */
4731         ret = set_page_extent_mapped(page);
4732         if (ret < 0)
4733                 goto out_unlock;
4734
4735         wait_on_page_writeback(page);
4736
4737         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4738
4739         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4740         if (ordered) {
4741                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4742                 unlock_page(page);
4743                 put_page(page);
4744                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4745                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4746                 goto again;
4747         }
4748
4749         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4750                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4751                          &cached_state);
4752
4753         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4754                                         &cached_state);
4755         if (ret) {
4756                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4757                 goto out_unlock;
4758         }
4759
4760         if (offset != blocksize) {
4761                 if (!len)
4762                         len = blocksize - offset;
4763                 if (front)
4764                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4765                                      offset);
4766                 else
4767                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4768                                      len);
4769         }
4770         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4771                                  block_end + 1 - block_start);
4772         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4773         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4774
4775         if (only_release_metadata)
4776                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4777                                EXTENT_NORESERVE, NULL);
4778
4779 out_unlock:
4780         if (ret) {
4781                 if (only_release_metadata)
4782                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4783                 else
4784                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4785                                         block_start, blocksize, true);
4786         }
4787         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4788         unlock_page(page);
4789         put_page(page);
4790 out:
4791         if (only_release_metadata)
4792                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4793         extent_changeset_free(data_reserved);
4794         return ret;
4795 }
4796
4797 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_inode *inode, u64 offset, u64 len)
4798 {
4799         struct btrfs_root *root = inode->root;
4800         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4801         struct btrfs_trans_handle *trans;
4802         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4803         int ret;
4804
4805         /*
4806          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4807          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4808          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4809          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4810          */
4811         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4812                 return 0;
4813
4814         /*
4815          * 1 - for the one we're dropping
4816          * 1 - for the one we're adding
4817          * 1 - for updating the inode.
4818          */
4819         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4820         if (IS_ERR(trans))
4821                 return PTR_ERR(trans);
4822
4823         drop_args.start = offset;
4824         drop_args.end = offset + len;
4825         drop_args.drop_cache = true;
4826
4827         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4828         if (ret) {
4829                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4830                 btrfs_end_transaction(trans);
4831                 return ret;
4832         }
4833
4834         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4835         if (ret) {
4836                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4837         } else {
4838                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4839                 btrfs_update_inode(trans, inode);
4840         }
4841         btrfs_end_transaction(trans);
4842         return ret;
4843 }
4844
4845 /*
4846  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4847  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4848  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4849  * the range between oldsize and size
4850  */
4851 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4852 {
4853         struct btrfs_root *root = inode->root;
4854         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4855         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4856         struct extent_map *em = NULL;
4857         struct extent_state *cached_state = NULL;
4858         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4859         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4860         u64 last_byte;
4861         u64 cur_offset;
4862         u64 hole_size;
4863         int err = 0;
4864
4865         /*
4866          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4867          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4868          * expose stale data.
4869          */
4870         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4871         if (err)
4872                 return err;
4873
4874         if (size <= hole_start)
4875                 return 0;
4876
4877         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4878                                            &cached_state);
4879         cur_offset = hole_start;
4880         while (1) {
4881                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
4882                                       block_end - cur_offset);
4883                 if (IS_ERR(em)) {
4884                         err = PTR_ERR(em);
4885                         em = NULL;
4886                         break;
4887                 }
4888                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4889                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4890                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4891
4892                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
4893                         struct extent_map *hole_em;
4894
4895                         err = maybe_insert_hole(inode, cur_offset, hole_size);
4896                         if (err)
4897                                 break;
4898
4899                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4900                                                         cur_offset, hole_size);
4901                         if (err)
4902                                 break;
4903
4904                         hole_em = alloc_extent_map();
4905                         if (!hole_em) {
4906                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
4907                                                     cur_offset + hole_size - 1,
4908                                                     false);
4909                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
4910                                 goto next;
4911                         }
4912                         hole_em->start = cur_offset;
4913                         hole_em->len = hole_size;
4914                         hole_em->orig_start = cur_offset;
4915
4916                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
4917                         hole_em->block_len = 0;
4918                         hole_em->orig_block_len = 0;
4919                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4920                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
4921                         hole_em->generation = btrfs_get_fs_generation(fs_info);
4922
4923                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
4924                         free_extent_map(hole_em);
4925                 } else {
4926                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4927                                                         cur_offset, hole_size);
4928                         if (err)
4929                                 break;
4930                 }
4931 next:
4932                 free_extent_map(em);
4933                 em = NULL;
4934                 cur_offset = last_byte;
4935                 if (cur_offset >= block_end)
4936                         break;
4937         }
4938         free_extent_map(em);
4939         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
4940         return err;
4941 }
4942
4943 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
4944 {
4945         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
4946         struct btrfs_trans_handle *trans;
4947         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
4948         loff_t newsize = attr->ia_size;
4949         int mask = attr->ia_valid;
4950         int ret;
4951
4952         /*
4953          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
4954          * special case where we need to update the times despite not having
4955          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
4956          * explicitly if it wants a timestamp update.
4957          */
4958         if (newsize != oldsize) {
4959                 inode_inc_iversion(inode);
4960                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
4961                         inode_set_mtime_to_ts(inode,
4962                                               inode_set_ctime_current(inode));
4963                 }
4964         }
4965
4966         if (newsize > oldsize) {
4967                 /*
4968                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
4969                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
4970                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
4971                  * truncation, it must capture all writes that happened before
4972                  * this truncation.
4973                  */
4974                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
4975                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
4976                 if (ret) {
4977                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4978                         return ret;
4979                 }
4980
4981                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
4982                 if (IS_ERR(trans)) {
4983                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4984                         return PTR_ERR(trans);
4985                 }
4986
4987                 i_size_write(inode, newsize);
4988                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4989                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
4990                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
4991                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4992                 btrfs_end_transaction(trans);
4993         } else {
4994                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
4995
4996                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
4997                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
4998                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
4999                                         (u64)-1);
5000                         if (ret)
5001                                 return ret;
5002                 }
5003
5004                 /*
5005                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5006                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5007                  * on close.
5008                  */
5009                 if (newsize == 0)
5010                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5011                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5012
5013                 truncate_setsize(inode, newsize);
5014
5015                 inode_dio_wait(inode);
5016
5017                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5018                 if (ret && inode->i_nlink) {
5019                         int err;
5020
5021                         /*
5022                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5023                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5024                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5025                          * in-memory size to match.
5026                          */
5027                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5028                         if (err)
5029                                 return err;
5030                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5031                 }
5032         }
5033
5034         return ret;
5035 }
5036
5037 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5038                          struct iattr *attr)
5039 {
5040         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5041         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5042         int err;
5043
5044         if (btrfs_root_readonly(root))
5045                 return -EROFS;
5046
5047         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5048         if (err)
5049                 return err;
5050
5051         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5052                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5053                 if (err)
5054                         return err;
5055         }
5056
5057         if (attr->ia_valid) {
5058                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5059                 inode_inc_iversion(inode);
5060                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5061
5062                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5063                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5064         }
5065
5066         return err;
5067 }
5068
5069 /*
5070  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5071  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5072  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5073  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5074  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5075  * wasting lots of time.
5076  *
5077  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5078  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5079  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5080  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5081  */
5082 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5083 {
5084         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5085         struct rb_node *node;
5086
5087         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5088         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5089
5090         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5091
5092         /*
5093          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5094          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5095          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5096          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5097          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5098          * ranges can still be locked and eviction started because before
5099          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5100          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5101          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5102          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5103          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5104          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5105          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5106          * use-after-free issue.
5107          */
5108         spin_lock(&io_tree->lock);
5109         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5110                 struct extent_state *state;
5111                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5112                 u64 start;
5113                 u64 end;
5114                 unsigned state_flags;
5115
5116                 node = rb_first(&io_tree->state);
5117                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5118                 start = state->start;
5119                 end = state->end;
5120                 state_flags = state->state;
5121                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5122
5123                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5124
5125                 /*
5126                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5127                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5128                  * So we need to free its reserved space here.
5129                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5130                  *
5131                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5132                  */
5133                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5134                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5135                                                end - start + 1, NULL);
5136
5137                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5138                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5139                                  &cached_state);
5140
5141                 cond_resched();
5142                 spin_lock(&io_tree->lock);
5143         }
5144         spin_unlock(&io_tree->lock);
5145 }
5146
5147 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5148                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5149 {
5150         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5151         struct btrfs_trans_handle *trans;
5152         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5153         int ret;
5154
5155         /*
5156          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5157          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5158          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5159          *
5160          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5161          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5162          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5163          * delayed refs activity by truncating.
5164          *
5165          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5166          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5167          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5168          */
5169         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5170                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5171         if (ret) {
5172                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5173                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5174                 if (ret) {
5175                         btrfs_warn(fs_info,
5176                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5177                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5178                 }
5179                 delayed_refs_extra = 0;
5180         }
5181
5182         trans = btrfs_join_transaction(root);
5183         if (IS_ERR(trans))
5184                 return trans;
5185
5186         if (delayed_refs_extra) {
5187                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5188                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5189                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5190                                         delayed_refs_extra, true);
5191         }
5192         return trans;
5193 }
5194
5195 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5196 {
5197         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5198         struct btrfs_trans_handle *trans;
5199         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5200         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5201         int ret;
5202
5203         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5204
5205         if (!root) {
5206                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5207                 clear_inode(inode);
5208                 return;
5209         }
5210
5211         evict_inode_truncate_pages(inode);
5212
5213         if (inode->i_nlink &&
5214             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5215               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5216              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5217                 goto out;
5218
5219         if (is_bad_inode(inode))
5220                 goto out;
5221
5222         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5223                 goto out;
5224
5225         if (inode->i_nlink > 0) {
5226                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5227                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5228                 goto out;
5229         }
5230
5231         /*
5232          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5233          * the inode update is released.
5234          */
5235         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5236         if (ret)
5237                 goto out;
5238
5239         /*
5240          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5241          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5242          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5243          * the truncate.
5244          */
5245         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5246
5247         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5248         if (!rsv)
5249                 goto out;
5250         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5251         rsv->failfast = true;
5252
5253         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5254
5255         while (1) {
5256                 struct btrfs_truncate_control control = {
5257                         .inode = BTRFS_I(inode),
5258                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5259                         .new_size = 0,
5260                         .min_type = 0,
5261                 };
5262
5263                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5264                 if (IS_ERR(trans))
5265                         goto out;
5266
5267                 trans->block_rsv = rsv;
5268
5269                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5270                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5271                 btrfs_end_transaction(trans);
5272                 /*
5273                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5274                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5275                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5276                  */
5277                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5278                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5279                         goto out;
5280                 else if (!ret)
5281                         break;
5282         }
5283
5284         /*
5285          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5286          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5287          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5288          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5289          *
5290          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5291          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5292          */
5293         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5294         if (!IS_ERR(trans)) {
5295                 trans->block_rsv = rsv;
5296                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5297                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5298                 btrfs_end_transaction(trans);
5299         }
5300
5301 out:
5302         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5303         /*
5304          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5305          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5306          * to retry these periodically in the future.
5307          */
5308         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5309         fsverity_cleanup_inode(inode);
5310         clear_inode(inode);
5311 }
5312
5313 /*
5314  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5315  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5316  *
5317  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5318  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5319  */
5320 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5321                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5322 {
5323         struct btrfs_dir_item *di;
5324         struct btrfs_path *path;
5325         struct btrfs_root *root = dir->root;
5326         int ret = 0;
5327         struct fscrypt_name fname;
5328
5329         path = btrfs_alloc_path();
5330         if (!path)
5331                 return -ENOMEM;
5332
5333         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5334         if (ret < 0)
5335                 goto out;
5336         /*
5337          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5338          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5339          */
5340         ASSERT(ret == 0);
5341
5342         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5343
5344         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5345                                    &fname.disk_name, 0);
5346         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5347                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5348                 goto out;
5349         }
5350
5351         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5352         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5353             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5354                 ret = -EUCLEAN;
5355                 btrfs_warn(root->fs_info,
5356 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5357                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5358                            location->objectid, location->type, location->offset);
5359         }
5360         if (!ret)
5361                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5362 out:
5363         fscrypt_free_filename(&fname);
5364         btrfs_free_path(path);
5365         return ret;
5366 }
5367
5368 /*
5369  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5370  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5371  * is kind of like crossing a mount point.
5372  */
5373 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5374                                     struct btrfs_inode *dir,
5375                                     struct dentry *dentry,
5376                                     struct btrfs_key *location,
5377                                     struct btrfs_root **sub_root)
5378 {
5379         struct btrfs_path *path;
5380         struct btrfs_root *new_root;
5381         struct btrfs_root_ref *ref;
5382         struct extent_buffer *leaf;
5383         struct btrfs_key key;
5384         int ret;
5385         int err = 0;
5386         struct fscrypt_name fname;
5387
5388         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5389         if (ret)
5390                 return ret;
5391
5392         path = btrfs_alloc_path();
5393         if (!path) {
5394                 err = -ENOMEM;
5395                 goto out;
5396         }
5397
5398         err = -ENOENT;
5399         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5400         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5401         key.offset = location->objectid;
5402
5403         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5404         if (ret) {
5405                 if (ret < 0)
5406                         err = ret;
5407                 goto out;
5408         }
5409
5410         leaf = path->nodes[0];
5411         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5412         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5413             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5414                 goto out;
5415
5416         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5417                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5418         if (ret)
5419                 goto out;
5420
5421         btrfs_release_path(path);
5422
5423         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5424         if (IS_ERR(new_root)) {
5425                 err = PTR_ERR(new_root);
5426                 goto out;
5427         }
5428
5429         *sub_root = new_root;
5430         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5431         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5432         location->offset = 0;
5433         err = 0;
5434 out:
5435         btrfs_free_path(path);
5436         fscrypt_free_filename(&fname);
5437         return err;
5438 }
5439
5440 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5441 {
5442         struct btrfs_root *root = inode->root;
5443         struct btrfs_inode *entry;
5444         struct rb_node **p;
5445         struct rb_node *parent;
5446         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5447         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5448
5449         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5450                 return;
5451         parent = NULL;
5452         spin_lock(&root->inode_lock);
5453         p = &root->inode_tree.rb_node;
5454         while (*p) {
5455                 parent = *p;
5456                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5457
5458                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5459                         p = &parent->rb_left;
5460                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5461                         p = &parent->rb_right;
5462                 else {
5463                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5464                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5465                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5466                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5467                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5468                         return;
5469                 }
5470         }
5471         rb_link_node(new, parent, p);
5472         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5473         spin_unlock(&root->inode_lock);
5474 }
5475
5476 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5477 {
5478         struct btrfs_root *root = inode->root;
5479         int empty = 0;
5480
5481         spin_lock(&root->inode_lock);
5482         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5483                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5484                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5485                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5486         }
5487         spin_unlock(&root->inode_lock);
5488
5489         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5490                 spin_lock(&root->inode_lock);
5491                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5492                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5493                 if (empty)
5494                         btrfs_add_dead_root(root);
5495         }
5496 }
5497
5498
5499 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5500 {
5501         struct btrfs_iget_args *args = p;
5502
5503         inode->i_ino = args->ino;
5504         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5505         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5506         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5507         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5508         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5509
5510         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5511             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5512                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5513                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5514         return 0;
5515 }
5516
5517 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5518 {
5519         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5520
5521         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5522                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5523 }
5524
5525 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5526                                        struct btrfs_root *root)
5527 {
5528         struct inode *inode;
5529         struct btrfs_iget_args args;
5530         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5531
5532         args.ino = ino;
5533         args.root = root;
5534
5535         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5536                              btrfs_init_locked_inode,
5537                              (void *)&args);
5538         return inode;
5539 }
5540
5541 /*
5542  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5543  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5544  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5545  * later.
5546  */
5547 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5548                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5549 {
5550         struct inode *inode;
5551
5552         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5553         if (!inode)
5554                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5555
5556         if (inode->i_state & I_NEW) {
5557                 int ret;
5558
5559                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5560                 if (!ret) {
5561                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5562                         unlock_new_inode(inode);
5563                 } else {
5564                         iget_failed(inode);
5565                         /*
5566                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5567                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5568                          * was not found.
5569                          */
5570                         if (ret > 0)
5571                                 ret = -ENOENT;
5572                         inode = ERR_PTR(ret);
5573                 }
5574         }
5575
5576         return inode;
5577 }
5578
5579 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5580 {
5581         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5582 }
5583
5584 static struct inode *new_simple_dir(struct inode *dir,
5585                                     struct btrfs_key *key,
5586                                     struct btrfs_root *root)
5587 {
5588         struct timespec64 ts;
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
5608         ts = inode_set_ctime_current(inode);
5609         inode_set_mtime_to_ts(inode, ts);
5610         inode_set_atime_to_ts(inode, inode_get_atime(dir));
5611         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
5612         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
5613
5614         inode->i_uid = dir->i_uid;
5615         inode->i_gid = dir->i_gid;
5616
5617         return inode;
5618 }
5619
5620 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5621 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5622 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5623 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5624 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5625 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5626 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5627 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5628
5629 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5630 {
5631         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5632 }
5633
5634 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5635 {
5636         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5637         struct inode *inode;
5638         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5639         struct btrfs_root *sub_root = root;
5640         struct btrfs_key location;
5641         u8 di_type = 0;
5642         int ret = 0;
5643
5644         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5645                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5646
5647         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5648         if (ret < 0)
5649                 return ERR_PTR(ret);
5650
5651         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5652                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5653                 if (IS_ERR(inode))
5654                         return inode;
5655
5656                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5657                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5658                         btrfs_crit(fs_info,
5659 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5660                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5661                                   di_type);
5662                         iput(inode);
5663                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5664                 }
5665                 return inode;
5666         }
5667
5668         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5669                                        &location, &sub_root);
5670         if (ret < 0) {
5671                 if (ret != -ENOENT)
5672                         inode = ERR_PTR(ret);
5673                 else
5674                         inode = new_simple_dir(dir, &location, root);
5675         } else {
5676                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5677                 btrfs_put_root(sub_root);
5678
5679                 if (IS_ERR(inode))
5680                         return inode;
5681
5682                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5683                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5684                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5685                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5686                 if (ret) {
5687                         iput(inode);
5688                         inode = ERR_PTR(ret);
5689                 }
5690         }
5691
5692         return inode;
5693 }
5694
5695 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5696 {
5697         struct btrfs_root *root;
5698         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5699
5700         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5701                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5702
5703         if (inode) {
5704                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5705                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5706                         return 1;
5707
5708                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5709                         return 1;
5710         }
5711         return 0;
5712 }
5713
5714 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5715                                    unsigned int flags)
5716 {
5717         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5718
5719         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5720                 inode = NULL;
5721         return d_splice_alias(inode, dentry);
5722 }
5723
5724 /*
5725  * Find the highest existing sequence number in a directory and then set the
5726  * in-memory index_cnt variable to the first free sequence number.
5727  */
5728 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5729 {
5730         struct btrfs_root *root = inode->root;
5731         struct btrfs_key key, found_key;
5732         struct btrfs_path *path;
5733         struct extent_buffer *leaf;
5734         int ret;
5735
5736         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5737         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5738         key.offset = (u64)-1;
5739
5740         path = btrfs_alloc_path();
5741         if (!path)
5742                 return -ENOMEM;
5743
5744         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5745         if (ret < 0)
5746                 goto out;
5747         /* FIXME: we should be able to handle this */
5748         if (ret == 0)
5749                 goto out;
5750         ret = 0;
5751
5752         if (path->slots[0] == 0) {
5753                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5754                 goto out;
5755         }
5756
5757         path->slots[0]--;
5758
5759         leaf = path->nodes[0];
5760         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5761
5762         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5763             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5764                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5765                 goto out;
5766         }
5767
5768         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5769 out:
5770         btrfs_free_path(path);
5771         return ret;
5772 }
5773
5774 static int btrfs_get_dir_last_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5775 {
5776         int ret = 0;
5777
5778         btrfs_inode_lock(dir, 0);
5779         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5780                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5781                 if (ret) {
5782                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5783                         if (ret)
5784                                 goto out;
5785                 }
5786         }
5787
5788         /* index_cnt is the index number of next new entry, so decrement it. */
5789         *index = dir->index_cnt - 1;
5790 out:
5791         btrfs_inode_unlock(dir, 0);
5792
5793         return ret;
5794 }
5795
5796 /*
5797  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5798  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5799  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5800  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5801  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5802  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5803  * tree lock.
5804  */
5805 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5806 {
5807         struct btrfs_file_private *private;
5808         u64 last_index;
5809         int ret;
5810
5811         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(inode), &last_index);
5812         if (ret)
5813                 return ret;
5814
5815         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5816         if (!private)
5817                 return -ENOMEM;
5818         private->last_index = last_index;
5819         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5820         if (!private->filldir_buf) {
5821                 kfree(private);
5822                 return -ENOMEM;
5823         }
5824         file->private_data = private;
5825         return 0;
5826 }
5827
5828 static loff_t btrfs_dir_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
5829 {
5830         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5831         int ret;
5832
5833         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(file_inode(file)),
5834                                        &private->last_index);
5835         if (ret)
5836                 return ret;
5837
5838         return generic_file_llseek(file, offset, whence);
5839 }
5840
5841 struct dir_entry {
5842         u64 ino;
5843         u64 offset;
5844         unsigned type;
5845         int name_len;
5846 };
5847
5848 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5849 {
5850         while (entries--) {
5851                 struct dir_entry *entry = addr;
5852                 char *name = (char *)(entry + 1);
5853
5854                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5855                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5856                                          get_unaligned(&entry->ino),
5857                                          get_unaligned(&entry->type)))
5858                         return 1;
5859                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5860                         get_unaligned(&entry->name_len);
5861                 ctx->pos++;
5862         }
5863         return 0;
5864 }
5865
5866 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5867 {
5868         struct inode *inode = file_inode(file);
5869         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5870         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5871         struct btrfs_dir_item *di;
5872         struct btrfs_key key;
5873         struct btrfs_key found_key;
5874         struct btrfs_path *path;
5875         void *addr;
5876         LIST_HEAD(ins_list);
5877         LIST_HEAD(del_list);
5878         int ret;
5879         char *name_ptr;
5880         int name_len;
5881         int entries = 0;
5882         int total_len = 0;
5883         bool put = false;
5884         struct btrfs_key location;
5885
5886         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5887                 return 0;
5888
5889         path = btrfs_alloc_path();
5890         if (!path)
5891                 return -ENOMEM;
5892
5893         addr = private->filldir_buf;
5894         path->reada = READA_FORWARD;
5895
5896         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, private->last_index,
5897                                               &ins_list, &del_list);
5898
5899 again:
5900         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5901         key.offset = ctx->pos;
5902         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5903
5904         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5905                 struct dir_entry *entry;
5906                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5907                 u8 ftype;
5908
5909                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5910                         break;
5911                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5912                         break;
5913                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5914                         continue;
5915                 if (found_key.offset > private->last_index)
5916                         break;
5917                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5918                         continue;
5919                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5920                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5921                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5922                     PAGE_SIZE) {
5923                         btrfs_release_path(path);
5924                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5925                         if (ret)
5926                                 goto nopos;
5927                         addr = private->filldir_buf;
5928                         entries = 0;
5929                         total_len = 0;
5930                         goto again;
5931                 }
5932
5933                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
5934                 entry = addr;
5935                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5936                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
5937                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
5938                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5939                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
5940                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5941                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5942                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5943                 entries++;
5944                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5945                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5946         }
5947         /* Catch error encountered during iteration */
5948         if (ret < 0)
5949                 goto err;
5950
5951         btrfs_release_path(path);
5952
5953         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5954         if (ret)
5955                 goto nopos;
5956
5957         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5958         if (ret)
5959                 goto nopos;
5960
5961         /*
5962          * Stop new entries from being returned after we return the last
5963          * entry.
5964          *
5965          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5966          * offset.  This means that new entries created during readdir
5967          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5968          * This has broken buggy programs which operate on names as
5969          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5970          * we have this hack to stop new entries from being returned
5971          * under the assumption that they'll never reach this huge
5972          * offset.
5973          *
5974          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5975          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5976          * in the past.
5977          */
5978         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5979                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5980         else
5981                 ctx->pos = INT_MAX;
5982 nopos:
5983         ret = 0;
5984 err:
5985         if (put)
5986                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5987         btrfs_free_path(path);
5988         return ret;
5989 }
5990
5991 /*
5992  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
5993  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
5994  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
5995  * to keep or drop this code.
5996  */
5997 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
5998 {
5999         struct btrfs_root *root = inode->root;
6000         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6001         struct btrfs_trans_handle *trans;
6002         int ret;
6003
6004         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
6005                 return 0;
6006
6007         trans = btrfs_join_transaction(root);
6008         if (IS_ERR(trans))
6009                 return PTR_ERR(trans);
6010
6011         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6012         if (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT) {
6013                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6014                 btrfs_end_transaction(trans);
6015                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6016                 if (IS_ERR(trans))
6017                         return PTR_ERR(trans);
6018
6019                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6020         }
6021         btrfs_end_transaction(trans);
6022         if (inode->delayed_node)
6023                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6024
6025         return ret;
6026 }
6027
6028 /*
6029  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6030  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6031  */
6032 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, int flags)
6033 {
6034         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6035         bool dirty;
6036
6037         if (btrfs_root_readonly(root))
6038                 return -EROFS;
6039
6040         dirty = inode_update_timestamps(inode, flags);
6041         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6042 }
6043
6044 /*
6045  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6046  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6047  */
6048 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6049 {
6050         int ret = 0;
6051
6052         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6053                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6054                 if (ret) {
6055                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6056                         if (ret)
6057                                 return ret;
6058                 }
6059         }
6060
6061         *index = dir->index_cnt;
6062         dir->index_cnt++;
6063
6064         return ret;
6065 }
6066
6067 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6068 {
6069         struct btrfs_iget_args args;
6070
6071         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6072         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6073
6074         return insert_inode_locked4(inode,
6075                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6076                    btrfs_find_actor, &args);
6077 }
6078
6079 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6080                             unsigned int *trans_num_items)
6081 {
6082         struct inode *dir = args->dir;
6083         struct inode *inode = args->inode;
6084         int ret;
6085
6086         if (!args->orphan) {
6087                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6088                                              &args->fname);
6089                 if (ret)
6090                         return ret;
6091         }
6092
6093         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6094         if (ret) {
6095                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6096                 return ret;
6097         }
6098
6099         /* 1 to add inode item */
6100         *trans_num_items = 1;
6101         /* 1 to add compression property */
6102         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6103                 (*trans_num_items)++;
6104         /* 1 to add default ACL xattr */
6105         if (args->default_acl)
6106                 (*trans_num_items)++;
6107         /* 1 to add access ACL xattr */
6108         if (args->acl)
6109                 (*trans_num_items)++;
6110 #ifdef CONFIG_SECURITY
6111         /* 1 to add LSM xattr */
6112         if (dir->i_security)
6113                 (*trans_num_items)++;
6114 #endif
6115         if (args->orphan) {
6116                 /* 1 to add orphan item */
6117                 (*trans_num_items)++;
6118         } else {
6119                 /*
6120                  * 1 to add dir item
6121                  * 1 to add dir index
6122                  * 1 to update parent inode item
6123                  *
6124                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6125                  * inserted in a batch together with the inode item at
6126                  * btrfs_create_new_inode().
6127                  */
6128                 *trans_num_items += 3;
6129         }
6130         return 0;
6131 }
6132
6133 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6134 {
6135         posix_acl_release(args->acl);
6136         posix_acl_release(args->default_acl);
6137         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6138 }
6139
6140 /*
6141  * Inherit flags from the parent inode.
6142  *
6143  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6144  */
6145 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6146 {
6147         unsigned int flags;
6148
6149         flags = dir->flags;
6150
6151         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6152                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6153                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6154         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6155                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6156                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6157         }
6158
6159         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6160                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6161                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6162                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6163         }
6164
6165         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6166 }
6167
6168 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6169                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6170 {
6171         struct timespec64 ts;
6172         struct inode *dir = args->dir;
6173         struct inode *inode = args->inode;
6174         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6175         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6176         struct btrfs_root *root;
6177         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6178         struct btrfs_key *location;
6179         struct btrfs_path *path;
6180         u64 objectid;
6181         struct btrfs_inode_ref *ref;
6182         struct btrfs_key key[2];
6183         u32 sizes[2];
6184         struct btrfs_item_batch batch;
6185         unsigned long ptr;
6186         int ret;
6187
6188         path = btrfs_alloc_path();
6189         if (!path)
6190                 return -ENOMEM;
6191
6192         if (!args->subvol)
6193                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6194         root = BTRFS_I(inode)->root;
6195
6196         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6197         if (ret)
6198                 goto out;
6199         inode->i_ino = objectid;
6200
6201         if (args->orphan) {
6202                 /*
6203                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6204                  * fill in an inode item with the correct link count.
6205                  */
6206                 set_nlink(inode, 0);
6207         } else {
6208                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6209
6210                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6211                 if (ret)
6212                         goto out;
6213         }
6214         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6215         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6216         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6217         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6218
6219         /*
6220          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6221          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6222          * change it now without compatibility issues.
6223          */
6224         if (!args->subvol)
6225                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6226
6227         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6228                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6229                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6230                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6231                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6232                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6233         }
6234
6235         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6236         location->objectid = objectid;
6237         location->offset = 0;
6238         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6239
6240         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6241         if (ret < 0) {
6242                 if (!args->orphan)
6243                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6244                 goto out;
6245         }
6246
6247         /*
6248          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6249          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6250          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6251          * old info in the log.
6252          */
6253         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6254
6255         key[0].objectid = objectid;
6256         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6257         key[0].offset = 0;
6258
6259         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6260
6261         if (!args->orphan) {
6262                 /*
6263                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6264                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6265                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6266                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6267                  */
6268                 key[1].objectid = objectid;
6269                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6270                 if (args->subvol) {
6271                         key[1].offset = objectid;
6272                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6273                 } else {
6274                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6275                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6276                 }
6277         }
6278
6279         batch.keys = &key[0];
6280         batch.data_sizes = &sizes[0];
6281         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6282         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6283         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6284         if (ret != 0) {
6285                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6286                 goto discard;
6287         }
6288
6289         ts = simple_inode_init_ts(inode);
6290         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
6291         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
6292
6293         /*
6294          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6295          * must be fully initialized.
6296          */
6297
6298         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6299                                   struct btrfs_inode_item);
6300         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6301                              sizeof(*inode_item));
6302         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6303
6304         if (!args->orphan) {
6305                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6306                                      struct btrfs_inode_ref);
6307                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6308                 if (args->subvol) {
6309                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6310                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6311                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6312                 } else {
6313                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6314                                                      name->len);
6315                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6316                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6317                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6318                                             name->len);
6319                 }
6320         }
6321
6322         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, path->nodes[0]);
6323         /*
6324          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6325          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6326          * allocating yet another path. So just free our path.
6327          */
6328         btrfs_free_path(path);
6329         path = NULL;
6330
6331         if (args->subvol) {
6332                 struct inode *parent;
6333
6334                 /*
6335                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6336                  * not the directory they were created in.
6337                  */
6338                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6339                                     BTRFS_I(dir)->root);
6340                 if (IS_ERR(parent)) {
6341                         ret = PTR_ERR(parent);
6342                 } else {
6343                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6344                         iput(parent);
6345                 }
6346         } else {
6347                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6348         }
6349         if (ret) {
6350                 btrfs_err(fs_info,
6351                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6352                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6353                           ret);
6354         }
6355
6356         /*
6357          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6358          * probably a bug.
6359          */
6360         if (!args->subvol) {
6361                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6362                 if (ret) {
6363                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6364                         goto discard;
6365                 }
6366         }
6367
6368         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6369
6370         trace_btrfs_inode_new(inode);
6371         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6372
6373         btrfs_update_root_times(trans, root);
6374
6375         if (args->orphan) {
6376                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6377         } else {
6378                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6379                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6380         }
6381         if (ret) {
6382                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6383                 goto discard;
6384         }
6385
6386         return 0;
6387
6388 discard:
6389         /*
6390          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6391          * to the inode.
6392          */
6393         ihold(inode);
6394         discard_new_inode(inode);
6395 out:
6396         btrfs_free_path(path);
6397         return ret;
6398 }
6399
6400 /*
6401  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6402  * a give name and a given sequence number.
6403  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6404  * inode to the parent directory.
6405  */
6406 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6407                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6408                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6409 {
6410         int ret = 0;
6411         struct btrfs_key key;
6412         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6413         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6414         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6415
6416         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6417                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6418         } else {
6419                 key.objectid = ino;
6420                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6421                 key.offset = 0;
6422         }
6423
6424         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6425                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6426                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6427                                          index, name);
6428         } else if (add_backref) {
6429                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6430                                              ino, parent_ino, index);
6431         }
6432
6433         /* Nothing to clean up yet */
6434         if (ret)
6435                 return ret;
6436
6437         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6438                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6439         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6440                 goto fail_dir_item;
6441         else if (ret) {
6442                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6443                 return ret;
6444         }
6445
6446         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6447                            name->len * 2);
6448         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6449         /*
6450          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6451          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6452          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6453          * values (the ones it had when the fsync was done).
6454          */
6455         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags))
6456                 inode_set_mtime_to_ts(&parent_inode->vfs_inode,
6457                                       inode_set_ctime_current(&parent_inode->vfs_inode));
6458
6459         ret = btrfs_update_inode(trans, parent_inode);
6460         if (ret)
6461                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6462         return ret;
6463
6464 fail_dir_item:
6465         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6466                 u64 local_index;
6467                 int err;
6468                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6469                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6470                                          &local_index, name);
6471                 if (err)
6472                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6473         } else if (add_backref) {
6474                 u64 local_index;
6475                 int err;
6476
6477                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6478                                           &local_index);
6479                 if (err)
6480                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6481         }
6482
6483         /* Return the original error code */
6484         return ret;
6485 }
6486
6487 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6488                                struct inode *inode)
6489 {
6490         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6491         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6492         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6493                 .dir = dir,
6494                 .dentry = dentry,
6495                 .inode = inode,
6496         };
6497         unsigned int trans_num_items;
6498         struct btrfs_trans_handle *trans;
6499         int err;
6500
6501         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6502         if (err)
6503                 goto out_inode;
6504
6505         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6506         if (IS_ERR(trans)) {
6507                 err = PTR_ERR(trans);
6508                 goto out_new_inode_args;
6509         }
6510
6511         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6512         if (!err)
6513                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6514
6515         btrfs_end_transaction(trans);
6516         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6517 out_new_inode_args:
6518         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6519 out_inode:
6520         if (err)
6521                 iput(inode);
6522         return err;
6523 }
6524
6525 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6526                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6527 {
6528         struct inode *inode;
6529
6530         inode = new_inode(dir->i_sb);
6531         if (!inode)
6532                 return -ENOMEM;
6533         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6534         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6535         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6536         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6537 }
6538
6539 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6540                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6541 {
6542         struct inode *inode;
6543
6544         inode = new_inode(dir->i_sb);
6545         if (!inode)
6546                 return -ENOMEM;
6547         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6548         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6549         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6550         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6551         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6552 }
6553
6554 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6555                       struct dentry *dentry)
6556 {
6557         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6558         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6559         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6560         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6561         struct fscrypt_name fname;
6562         u64 index;
6563         int err;
6564         int drop_inode = 0;
6565
6566         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6567         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6568                 return -EXDEV;
6569
6570         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6571                 return -EMLINK;
6572
6573         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6574         if (err)
6575                 goto fail;
6576
6577         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6578         if (err)
6579                 goto fail;
6580
6581         /*
6582          * 2 items for inode and inode ref
6583          * 2 items for dir items
6584          * 1 item for parent inode
6585          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6586          */
6587         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6588         if (IS_ERR(trans)) {
6589                 err = PTR_ERR(trans);
6590                 trans = NULL;
6591                 goto fail;
6592         }
6593
6594         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6595         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6596         inc_nlink(inode);
6597         inode_inc_iversion(inode);
6598         inode_set_ctime_current(inode);
6599         ihold(inode);
6600         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6601
6602         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6603                              &fname.disk_name, 1, index);
6604
6605         if (err) {
6606                 drop_inode = 1;
6607         } else {
6608                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6609
6610                 err = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
6611                 if (err)
6612                         goto fail;
6613                 if (inode->i_nlink == 1) {
6614                         /*
6615                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6616                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6617                          */
6618                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6619                         if (err)
6620                                 goto fail;
6621                 }
6622                 d_instantiate(dentry, inode);
6623                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6624         }
6625
6626 fail:
6627         fscrypt_free_filename(&fname);
6628         if (trans)
6629                 btrfs_end_transaction(trans);
6630         if (drop_inode) {
6631                 inode_dec_link_count(inode);
6632                 iput(inode);
6633         }
6634         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6635         return err;
6636 }
6637
6638 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6639                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6640 {
6641         struct inode *inode;
6642
6643         inode = new_inode(dir->i_sb);
6644         if (!inode)
6645                 return -ENOMEM;
6646         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6647         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6648         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6649         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6650 }
6651
6652 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6653                                       struct page *page,
6654                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6655 {
6656         int ret;
6657         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6658         char *tmp;
6659         size_t max_size;
6660         unsigned long inline_size;
6661         unsigned long ptr;
6662         int compress_type;
6663
6664         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6665         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6666         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6667         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6668         if (!tmp)
6669                 return -ENOMEM;
6670         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6671
6672         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6673
6674         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6675         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6676
6677         /*
6678          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6679          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6680          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6681          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6682          * cover that region here.
6683          */
6684
6685         if (max_size < PAGE_SIZE)
6686                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6687         kfree(tmp);
6688         return ret;
6689 }
6690
6691 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6692                               struct page *page)
6693 {
6694         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6695         void *kaddr;
6696         size_t copy_size;
6697
6698         if (!page || PageUptodate(page))
6699                 return 0;
6700
6701         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6702
6703         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6704                             struct btrfs_file_extent_item);
6705         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6706                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6707
6708         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6709                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6710         kaddr = kmap_local_page(page);
6711         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6712                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6713         kunmap_local(kaddr);
6714         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6715                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6716         return 0;
6717 }
6718
6719 /*
6720  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6721  *
6722  * @inode:      file to search in
6723  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6724  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6725  * @start:      file offset
6726  * @len:        length of range starting at @start
6727  *
6728  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6729  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6730  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6731  *
6732  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6733  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6734  *
6735  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6736  */
6737 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6738                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6739                                     u64 start, u64 len)
6740 {
6741         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6742         int ret = 0;
6743         u64 extent_start = 0;
6744         u64 extent_end = 0;
6745         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6746         int extent_type = -1;
6747         struct btrfs_path *path = NULL;
6748         struct btrfs_root *root = inode->root;
6749         struct btrfs_file_extent_item *item;
6750         struct extent_buffer *leaf;
6751         struct btrfs_key found_key;
6752         struct extent_map *em = NULL;
6753         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6754
6755         read_lock(&em_tree->lock);
6756         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6757         read_unlock(&em_tree->lock);
6758
6759         if (em) {
6760                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6761                         free_extent_map(em);
6762                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6763                         free_extent_map(em);
6764                 else
6765                         goto out;
6766         }
6767         em = alloc_extent_map();
6768         if (!em) {
6769                 ret = -ENOMEM;
6770                 goto out;
6771         }
6772         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6773         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6774         em->len = (u64)-1;
6775         em->block_len = (u64)-1;
6776
6777         path = btrfs_alloc_path();
6778         if (!path) {
6779                 ret = -ENOMEM;
6780                 goto out;
6781         }
6782
6783         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6784         path->reada = READA_FORWARD;
6785
6786         /*
6787          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6788          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6789          * point the commit_root has everything we need.
6790          */
6791         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6792                 path->search_commit_root = 1;
6793                 path->skip_locking = 1;
6794         }
6795
6796         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6797         if (ret < 0) {
6798                 goto out;
6799         } else if (ret > 0) {
6800                 if (path->slots[0] == 0)
6801                         goto not_found;
6802                 path->slots[0]--;
6803                 ret = 0;
6804         }
6805
6806         leaf = path->nodes[0];
6807         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6808                               struct btrfs_file_extent_item);
6809         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6810         if (found_key.objectid != objectid ||
6811             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6812                 /*
6813                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6814                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6815                  * say there is a hole for our whole search range which can
6816                  * cause problems.
6817                  */
6818                 extent_end = start;
6819                 goto next;
6820         }
6821
6822         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6823         extent_start = found_key.offset;
6824         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6825         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6826             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6827                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6828                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6829                         ret = -EUCLEAN;
6830                         btrfs_crit(fs_info,
6831                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6832                                    btrfs_ino(inode));
6833                         goto out;
6834                 }
6835                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6836                                                        extent_start);
6837         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6838                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6839                                                       path->slots[0],
6840                                                       extent_start);
6841         }
6842 next:
6843         if (start >= extent_end) {
6844                 path->slots[0]++;
6845                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6846                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6847                         if (ret < 0)
6848                                 goto out;
6849                         else if (ret > 0)
6850                                 goto not_found;
6851
6852                         leaf = path->nodes[0];
6853                 }
6854                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6855                 if (found_key.objectid != objectid ||
6856                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6857                         goto not_found;
6858                 if (start + len <= found_key.offset)
6859                         goto not_found;
6860                 if (start > found_key.offset)
6861                         goto next;
6862
6863                 /* New extent overlaps with existing one */
6864                 em->start = start;
6865                 em->orig_start = start;
6866                 em->len = found_key.offset - start;
6867                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6868                 goto insert;
6869         }
6870
6871         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6872
6873         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6874             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6875                 goto insert;
6876         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6877                 /*
6878                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6879                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6880                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6881                  */
6882                 ASSERT(pg_offset == 0);
6883                 ASSERT(extent_start == 0);
6884                 ASSERT(em->start == 0);
6885
6886                 /*
6887                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6888                  * initialized em members already.
6889                  *
6890                  * Other members are not utilized for inline extents.
6891                  */
6892                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6893                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6894
6895                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6896                 if (ret < 0)
6897                         goto out;
6898                 goto insert;
6899         }
6900 not_found:
6901         em->start = start;
6902         em->orig_start = start;
6903         em->len = len;
6904         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6905 insert:
6906         ret = 0;
6907         btrfs_release_path(path);
6908         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6909                 btrfs_err(fs_info,
6910                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6911                           em->start, em->len, start, len);
6912                 ret = -EIO;
6913                 goto out;
6914         }
6915
6916         write_lock(&em_tree->lock);
6917         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6918         write_unlock(&em_tree->lock);
6919 out:
6920         btrfs_free_path(path);
6921
6922         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6923
6924         if (ret) {
6925                 free_extent_map(em);
6926                 return ERR_PTR(ret);
6927         }
6928         return em;
6929 }
6930
6931 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
6932                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6933                                                   const u64 start,
6934                                                   const u64 len,
6935                                                   const u64 orig_start,
6936                                                   const u64 block_start,
6937                                                   const u64 block_len,
6938                                                   const u64 orig_block_len,
6939                                                   const u64 ram_bytes,
6940                                                   const int type)
6941 {
6942         struct extent_map *em = NULL;
6943         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
6944
6945         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
6946                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
6947                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
6948                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
6949                                   type);
6950                 if (IS_ERR(em))
6951                         goto out;
6952         }
6953         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, len, len,
6954                                              block_start, block_len, 0,
6955                                              (1 << type) |
6956                                              (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
6957                                              BTRFS_COMPRESS_NONE);
6958         if (IS_ERR(ordered)) {
6959                 if (em) {
6960                         free_extent_map(em);
6961                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
6962                                                     start + len - 1, false);
6963                 }
6964                 em = ERR_CAST(ordered);
6965         } else {
6966                 ASSERT(!dio_data->ordered);
6967                 dio_data->ordered = ordered;
6968         }
6969  out:
6970
6971         return em;
6972 }
6973
6974 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
6975                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6976                                                   u64 start, u64 len)
6977 {
6978         struct btrfs_root *root = inode->root;
6979         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6980         struct extent_map *em;
6981         struct btrfs_key ins;
6982         u64 alloc_hint;
6983         int ret;
6984
6985         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
6986 again:
6987         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
6988                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
6989         if (ret == -EAGAIN) {
6990                 ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
6991                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags, BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
6992                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
6993                 goto again;
6994         }
6995         if (ret)
6996                 return ERR_PTR(ret);
6997
6998         em = btrfs_create_dio_extent(inode, dio_data, start, ins.offset, start,
6999                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7000                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7001         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7002         if (IS_ERR(em))
7003                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7004                                            1);
7005
7006         return em;
7007 }
7008
7009 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7010 {
7011         struct btrfs_block_group *block_group;
7012         bool readonly = false;
7013
7014         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7015         if (!block_group || block_group->ro)
7016                 readonly = true;
7017         if (block_group)
7018                 btrfs_put_block_group(block_group);
7019         return readonly;
7020 }
7021
7022 /*
7023  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7024  *
7025  * @offset:     File offset
7026  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7027  *              range
7028  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7029  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7030  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7031  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7032  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7033  *
7034  * Return:
7035  * >0   and update @len if we can do nocow write
7036  *  0   if we can't do nocow write
7037  * <0   if error happened
7038  *
7039  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7040  *       any ordered extents.
7041  */
7042 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7043                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7044                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7045 {
7046         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7047         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7048         struct btrfs_path *path;
7049         int ret;
7050         struct extent_buffer *leaf;
7051         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7052         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7053         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7054         struct btrfs_key key;
7055         int found_type;
7056
7057         path = btrfs_alloc_path();
7058         if (!path)
7059                 return -ENOMEM;
7060         path->nowait = nowait;
7061
7062         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7063                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7064         if (ret < 0)
7065                 goto out;
7066
7067         if (ret == 1) {
7068                 if (path->slots[0] == 0) {
7069                         /* can't find the item, must cow */
7070                         ret = 0;
7071                         goto out;
7072                 }
7073                 path->slots[0]--;
7074         }
7075         ret = 0;
7076         leaf = path->nodes[0];
7077         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7078         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7079             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7080                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7081                 goto out;
7082         }
7083
7084         if (key.offset > offset) {
7085                 /* Wrong offset, must cow */
7086                 goto out;
7087         }
7088
7089         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7090                 goto out;
7091
7092         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7093         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7094         if (ram_bytes)
7095                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7096
7097         nocow_args.start = offset;
7098         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7099         nocow_args.strict = strict;
7100         nocow_args.free_path = true;
7101
7102         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7103         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7104         path = NULL;
7105
7106         if (ret != 1) {
7107                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7108                 ret = 0;
7109                 goto out;
7110         }
7111
7112         ret = 0;
7113         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7114                 goto out;
7115
7116         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7117             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7118                 u64 range_end;
7119
7120                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7121                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7122                 ret = test_range_bit_exists(io_tree, offset, range_end, EXTENT_DELALLOC);
7123                 if (ret) {
7124                         ret = -EAGAIN;
7125                         goto out;
7126                 }
7127         }
7128
7129         if (orig_start)
7130                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7131         if (orig_block_len)
7132                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7133
7134         *len = nocow_args.num_bytes;
7135         ret = 1;
7136 out:
7137         btrfs_free_path(path);
7138         return ret;
7139 }
7140
7141 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7142                               struct extent_state **cached_state,
7143                               unsigned int iomap_flags)
7144 {
7145         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7146         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7147         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7148         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7149         int ret = 0;
7150
7151         while (1) {
7152                 if (nowait) {
7153                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7154                                              cached_state))
7155                                 return -EAGAIN;
7156                 } else {
7157                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7158                 }
7159                 /*
7160                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7161                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7162                  * extents in this range.
7163                  */
7164                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7165                                                      lockend - lockstart + 1);
7166
7167                 /*
7168                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7169                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7170                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7171                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7172                  * get stale data.
7173                  */
7174                 if (!ordered &&
7175                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7176                                                          lockstart, lockend)))
7177                         break;
7178
7179                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7180
7181                 if (ordered) {
7182                         if (nowait) {
7183                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7184                                 ret = -EAGAIN;
7185                                 break;
7186                         }
7187                         /*
7188                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7189                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7190                          * to complete and retry, because if we do so we can
7191                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7192                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7193                          * than one extent map, if at this point has already
7194                          * created an ordered extent for a previous extent map
7195                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7196                          * concurrent write against that previous extent map's
7197                          * range and this range started (we unlock the ranges
7198                          * in the io tree only when the bios complete and
7199                          * buffered writes always lock pages before attempting
7200                          * to lock range in the io tree).
7201                          */
7202                         if (writing ||
7203                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7204                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7205                         else
7206                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7207                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7208                 } else {
7209                         /*
7210                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7211                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7212                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7213                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7214                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7215                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7216                          * ordered dio extent we created before but did not have
7217                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7218                          * complete), which makes readahead wait for that
7219                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7220                          * that page.
7221                          */
7222                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7223                 }
7224
7225                 if (ret)
7226                         break;
7227
7228                 cond_resched();
7229         }
7230
7231         return ret;
7232 }
7233
7234 /* The callers of this must take lock_extent() */
7235 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7236                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7237                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7238                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7239                                        int type)
7240 {
7241         struct extent_map *em;
7242         int ret;
7243
7244         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7245                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7246                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7247                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7248
7249         em = alloc_extent_map();
7250         if (!em)
7251                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7252
7253         em->start = start;
7254         em->orig_start = orig_start;
7255         em->len = len;
7256         em->block_len = block_len;
7257         em->block_start = block_start;
7258         em->orig_block_len = orig_block_len;
7259         em->ram_bytes = ram_bytes;
7260         em->generation = -1;
7261         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7262         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7263                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7264         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7265                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7266                 em->compress_type = compress_type;
7267         }
7268
7269         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7270         if (ret) {
7271                 free_extent_map(em);
7272                 return ERR_PTR(ret);
7273         }
7274
7275         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7276         return em;
7277 }
7278
7279
7280 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7281                                          struct inode *inode,
7282                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7283                                          u64 start, u64 *lenp,
7284                                          unsigned int iomap_flags)
7285 {
7286         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7287         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7288         struct extent_map *em = *map;
7289         int type;
7290         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7291         struct btrfs_block_group *bg;
7292         bool can_nocow = false;
7293         bool space_reserved = false;
7294         u64 len = *lenp;
7295         u64 prev_len;
7296         int ret = 0;
7297
7298         /*
7299          * We don't allocate a new extent in the following cases
7300          *
7301          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7302          * existing extent.
7303          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7304          * just use the extent.
7305          *
7306          */
7307         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7308             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7309              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7310                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7311                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7312                 else
7313                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7314                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7315                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7316
7317                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7318                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7319                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7320                         if (bg)
7321                                 can_nocow = true;
7322                 }
7323         }
7324
7325         prev_len = len;
7326         if (can_nocow) {
7327                 struct extent_map *em2;
7328
7329                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7330                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7331                                                       nowait);
7332                 if (ret < 0) {
7333                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7334                         free_extent_map(em);
7335                         *map = NULL;
7336                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7337                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7338                                 ret = -EAGAIN;
7339                         goto out;
7340                 }
7341                 space_reserved = true;
7342
7343                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len,
7344                                               orig_start, block_start,
7345                                               len, orig_block_len,
7346                                               ram_bytes, type);
7347                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7348                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7349                         free_extent_map(em);
7350                         *map = em2;
7351                         em = em2;
7352                 }
7353
7354                 if (IS_ERR(em2)) {
7355                         ret = PTR_ERR(em2);
7356                         goto out;
7357                 }
7358
7359                 dio_data->nocow_done = true;
7360         } else {
7361                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7362                 free_extent_map(em);
7363                 *map = NULL;
7364
7365                 if (nowait) {
7366                         ret = -EAGAIN;
7367                         goto out;
7368                 }
7369
7370                 /*
7371                  * If we could not allocate data space before locking the file
7372                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7373                  */
7374                 if (!dio_data->data_space_reserved) {
7375                         ret = -ENOSPC;
7376                         goto out;
7377                 }
7378
7379                 /*
7380                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7381                  * so now we reserve only metadata.
7382                  */
7383                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7384                                                       false);
7385                 if (ret < 0)
7386                         goto out;
7387                 space_reserved = true;
7388
7389                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len);
7390                 if (IS_ERR(em)) {
7391                         ret = PTR_ERR(em);
7392                         goto out;
7393                 }
7394                 *map = em;
7395                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7396                 if (len < prev_len)
7397                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7398                                                         prev_len - len, true);
7399         }
7400
7401         /*
7402          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7403          * for an outstanding extent.
7404          */
7405         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7406
7407         /*
7408          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7409          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7410          */
7411         if (start + len > i_size_read(inode))
7412                 i_size_write(inode, start + len);
7413 out:
7414         if (ret && space_reserved) {
7415                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7416                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7417         }
7418         *lenp = len;
7419         return ret;
7420 }
7421
7422 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7423                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7424                 struct iomap *srcmap)
7425 {
7426         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7427         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7428         struct extent_map *em;
7429         struct extent_state *cached_state = NULL;
7430         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7431         u64 lockstart, lockend;
7432         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7433         int ret = 0;
7434         u64 len = length;
7435         const u64 data_alloc_len = length;
7436         bool unlock_extents = false;
7437
7438         /*
7439          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7440          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7441          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7442          *
7443          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7444          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7445          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7446          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7447          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7448          */
7449         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7450                 return -EAGAIN;
7451
7452         /*
7453          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7454          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7455          */
7456         if (!write)
7457                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7458
7459         lockstart = start;
7460         lockend = start + len - 1;
7461
7462         /*
7463          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7464          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7465          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7466          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7467          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7468          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7469          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7470          *
7471          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7472          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7473          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7474          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7475          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7476          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7477          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7478          * the file range yet.
7479          */
7480         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7481                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7482                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7483                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7484                                                           lockstart, lockend))
7485                                 return -EAGAIN;
7486                 } else {
7487                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7488                                                        start + length - 1);
7489                         if (ret)
7490                                 return ret;
7491                 }
7492         }
7493
7494         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7495
7496         /*
7497          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7498          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7499          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7500          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7501          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7502          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7503          * NOCOW write.
7504          */
7505         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7506                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7507                                                   &dio_data->data_reserved,
7508                                                   start, data_alloc_len, false);
7509                 if (!ret)
7510                         dio_data->data_space_reserved = true;
7511                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7512                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7513                         goto err;
7514         }
7515
7516         /*
7517          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7518          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7519          * NOWAIT read/write and we need to block.
7520          */
7521         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7522         if (ret < 0)
7523                 goto err;
7524
7525         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7526         if (IS_ERR(em)) {
7527                 ret = PTR_ERR(em);
7528                 goto unlock_err;
7529         }
7530
7531         /*
7532          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7533          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7534          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7535          * buffered path.
7536          *
7537          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7538          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7539          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7540          *
7541          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7542          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7543          * the generic code.
7544          */
7545         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7546             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7547                 free_extent_map(em);
7548                 /*
7549                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7550                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7551                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7552                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7553                  * space - this happens if we were able to read some data from
7554                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7555                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7556                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7557                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7558                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7559                  */
7560                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7561                 goto unlock_err;
7562         }
7563
7564         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7565
7566         /*
7567          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7568          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7569          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7570          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7571          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7572          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7573          *
7574          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7575          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7576          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7577          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7578          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7579          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7580          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7581          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7582          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7583          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7584          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7585          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7586          */
7587         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7588                 free_extent_map(em);
7589                 ret = -EAGAIN;
7590                 goto unlock_err;
7591         }
7592
7593         if (write) {
7594                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7595                                                     start, &len, flags);
7596                 if (ret < 0)
7597                         goto unlock_err;
7598                 unlock_extents = true;
7599                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7600                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7601                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7602                         u64 release_offset;
7603                         u64 release_len = 0;
7604
7605                         if (dio_data->nocow_done) {
7606                                 release_offset = start;
7607                                 release_len = data_alloc_len;
7608                         } else if (len < data_alloc_len) {
7609                                 release_offset = start + len;
7610                                 release_len = data_alloc_len - len;
7611                         }
7612
7613                         if (release_len > 0)
7614                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7615                                                                dio_data->data_reserved,
7616                                                                release_offset,
7617                                                                release_len);
7618                 }
7619         } else {
7620                 /*
7621                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7622                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7623                  */
7624                 lockstart = start + len;
7625                 if (lockstart < lockend)
7626                         unlock_extents = true;
7627         }
7628
7629         if (unlock_extents)
7630                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7631                               &cached_state);
7632         else
7633                 free_extent_state(cached_state);
7634
7635         /*
7636          * Translate extent map information to iomap.
7637          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7638          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7639          */
7640         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7641             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7642                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7643                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7644         } else {
7645                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7646                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7647         }
7648         iomap->offset = start;
7649         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7650         iomap->length = len;
7651         free_extent_map(em);
7652
7653         return 0;
7654
7655 unlock_err:
7656         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7657                       &cached_state);
7658 err:
7659         if (dio_data->data_space_reserved) {
7660                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7661                                                dio_data->data_reserved,
7662                                                start, data_alloc_len);
7663                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7664         }
7665
7666         return ret;
7667 }
7668
7669 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7670                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7671 {
7672         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7673         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7674         size_t submitted = dio_data->submitted;
7675         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7676         int ret = 0;
7677
7678         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7679                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7680                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7681                               NULL);
7682                 return 0;
7683         }
7684
7685         if (submitted < length) {
7686                 pos += submitted;
7687                 length -= submitted;
7688                 if (write)
7689                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7690                                                     pos, length, false);
7691                 else
7692                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7693                                       pos + length - 1, NULL);
7694                 ret = -ENOTBLK;
7695         }
7696         if (write) {
7697                 btrfs_put_ordered_extent(dio_data->ordered);
7698                 dio_data->ordered = NULL;
7699         }
7700
7701         if (write)
7702                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7703         return ret;
7704 }
7705
7706 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7707 {
7708         struct btrfs_dio_private *dip =
7709                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7710         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7711         struct bio *bio = &bbio->bio;
7712
7713         if (bio->bi_status) {
7714                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7715                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7716                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7717                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7718         }
7719
7720         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7721                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, NULL,
7722                                             dip->file_offset, dip->bytes,
7723                                             !bio->bi_status);
7724         } else {
7725                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7726                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7727         }
7728
7729         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7730         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7731 }
7732
7733 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7734                                 loff_t file_offset)
7735 {
7736         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7737         struct btrfs_dio_private *dip =
7738                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7739         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7740
7741         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode)->root->fs_info,
7742                        btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7743         bbio->inode = BTRFS_I(iter->inode);
7744         bbio->file_offset = file_offset;
7745
7746         dip->file_offset = file_offset;
7747         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7748
7749         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7750
7751         /*
7752          * Check if we are doing a partial write.  If we are, we need to split
7753          * the ordered extent to match the submitted bio.  Hang on to the
7754          * remaining unfinishable ordered_extent in dio_data so that it can be
7755          * cancelled in iomap_end to avoid a deadlock wherein faulting the
7756          * remaining pages is blocked on the outstanding ordered extent.
7757          */
7758         if (iter->flags & IOMAP_WRITE) {
7759                 int ret;
7760
7761                 ret = btrfs_extract_ordered_extent(bbio, dio_data->ordered);
7762                 if (ret) {
7763                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7764                                                     file_offset, dip->bytes,
7765                                                     !ret);
7766                         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
7767                         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7768                         return;
7769                 }
7770         }
7771
7772         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
7773 }
7774
7775 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7776         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7777         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7778 };
7779
7780 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7781         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7782         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7783 };
7784
7785 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7786 {
7787         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7788
7789         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7790                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7791 }
7792
7793 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7794                                   size_t done_before)
7795 {
7796         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7797
7798         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7799                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7800 }
7801
7802 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7803                         u64 start, u64 len)
7804 {
7805         int     ret;
7806
7807         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7808         if (ret)
7809                 return ret;
7810
7811         /*
7812          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7813          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7814          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7815          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7816          * before the compression is done and writeback is started. A second
7817          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7818          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7819          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7820          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7821          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7822          * if we have delalloc in those ranges.
7823          */
7824         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7825                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7826                 if (ret)
7827                         return ret;
7828         }
7829
7830         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
7831 }
7832
7833 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
7834                             struct writeback_control *wbc)
7835 {
7836         return extent_writepages(mapping, wbc);
7837 }
7838
7839 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
7840 {
7841         extent_readahead(rac);
7842 }
7843
7844 /*
7845  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7846  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7847  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7848  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7849  * spinlock.
7850  */
7851 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7852 {
7853         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7854         struct btrfs_subpage *subpage;
7855
7856         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
7857                 return;
7858
7859         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
7860         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
7861
7862         /*
7863          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7864          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7865          * still holding the subpage spinlock.
7866          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7867          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7868          * function to clear page writeback.
7869          *
7870          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7871          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7872          */
7873         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7874         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7875 }
7876
7877 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7878 {
7879         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
7880
7881         if (ret == 1) {
7882                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7883                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
7884         }
7885         return ret;
7886 }
7887
7888 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7889 {
7890         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7891                 return false;
7892         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7893 }
7894
7895 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7896 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7897                              struct folio *dst, struct folio *src,
7898                              enum migrate_mode mode)
7899 {
7900         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
7901
7902         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
7903                 return ret;
7904
7905         if (folio_test_ordered(src)) {
7906                 folio_clear_ordered(src);
7907                 folio_set_ordered(dst);
7908         }
7909
7910         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
7911 }
7912 #else
7913 #define btrfs_migrate_folio NULL
7914 #endif
7915
7916 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
7917                                  size_t length)
7918 {
7919         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
7920         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
7921         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
7922         struct extent_state *cached_state = NULL;
7923         u64 page_start = folio_pos(folio);
7924         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
7925         u64 cur;
7926         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
7927
7928         /*
7929          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
7930          * page, nor bio can be submitted for this folio.
7931          *
7932          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
7933          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
7934          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
7935          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
7936          * on one folio.
7937          *
7938          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
7939          * do double ordered extent accounting on the same folio.
7940          */
7941         folio_wait_writeback(folio);
7942         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7943
7944         /*
7945          * For subpage case, we have call sites like
7946          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
7947          * sectorsize.
7948          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
7949          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
7950          * record subpage dirty bits for other part of the range.
7951          *
7952          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
7953          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
7954          * still safe to wait for ordered extent to finish.
7955          */
7956         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
7957                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
7958                 return;
7959         }
7960
7961         if (!inode_evicting)
7962                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
7963
7964         cur = page_start;
7965         while (cur < page_end) {
7966                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7967                 u64 range_end;
7968                 u32 range_len;
7969                 u32 extra_flags = 0;
7970
7971                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
7972                                                            page_end + 1 - cur);
7973                 if (!ordered) {
7974                         range_end = page_end;
7975                         /*
7976                          * No ordered extent covering this range, we are safe
7977                          * to delete all extent states in the range.
7978                          */
7979                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7980                         goto next;
7981                 }
7982                 if (ordered->file_offset > cur) {
7983                         /*
7984                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
7985                          * covered by any ordered extent.
7986                          * We are safe to delete all extent states, and handle
7987                          * the ordered extent in the next iteration.
7988                          */
7989                         range_end = ordered->file_offset - 1;
7990                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7991                         goto next;
7992                 }
7993
7994                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
7995                                 page_end);
7996                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
7997                 range_len = range_end + 1 - cur;
7998                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
7999                         /*
8000                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8001                          * already been executed for the range.
8002                          * We can't delete the extent states as
8003                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8004                          */
8005                         goto next;
8006                 }
8007                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8008
8009                 /*
8010                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8011                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8012                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8013                  *
8014                  * This will also unlock the range for incoming
8015                  * btrfs_finish_ordered_io().
8016                  */
8017                 if (!inode_evicting)
8018                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8019                                          EXTENT_DELALLOC |
8020                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8021                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8022
8023                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
8024                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8025                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8026                                              cur - ordered->file_offset);
8027                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
8028
8029                 /*
8030                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8031                  * the extent states of the range, otherwise
8032                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8033                  * other pages, so we can't delete extent states.
8034                  */
8035                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8036                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8037                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8038                         /*
8039                          * The ordered extent has finished, now we're again
8040                          * safe to delete all extent states of the range.
8041                          */
8042                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8043                 }
8044 next:
8045                 if (ordered)
8046                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8047                 /*
8048                  * Qgroup reserved space handler
8049                  * Sector(s) here will be either:
8050                  *
8051                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8052                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8053                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8054                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8055                  *
8056                  * 2) Not written to disk yet
8057                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8058                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8059                  *    reserved data space.
8060                  *    Since the IO will never happen for this page.
8061                  */
8062                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur, NULL);
8063                 if (!inode_evicting) {
8064                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8065                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8066                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8067                                  extra_flags, &cached_state);
8068                 }
8069                 cur = range_end + 1;
8070         }
8071         /*
8072          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8073          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8074          * did something wrong.
8075          */
8076         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8077         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8078         if (!inode_evicting)
8079                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8080         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8081 }
8082
8083 /*
8084  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8085  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8086  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8087  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8088  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8089  * support these features.
8090  *
8091  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8092  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8093  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8094  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8095  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8096  * unlock the page.
8097  */
8098 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8099 {
8100         struct page *page = vmf->page;
8101         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8102         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8103         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8104         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8105         struct extent_state *cached_state = NULL;
8106         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8107         unsigned long zero_start;
8108         loff_t size;
8109         vm_fault_t ret;
8110         int ret2;
8111         int reserved = 0;
8112         u64 reserved_space;
8113         u64 page_start;
8114         u64 page_end;
8115         u64 end;
8116
8117         reserved_space = PAGE_SIZE;
8118
8119         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8120         page_start = page_offset(page);
8121         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8122         end = page_end;
8123
8124         /*
8125          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8126          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8127          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8128          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8129          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8130          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8131          */
8132         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8133                                             page_start, reserved_space);
8134         if (!ret2) {
8135                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8136                 reserved = 1;
8137         }
8138         if (ret2) {
8139                 ret = vmf_error(ret2);
8140                 if (reserved)
8141                         goto out;
8142                 goto out_noreserve;
8143         }
8144
8145         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8146 again:
8147         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8148         lock_page(page);
8149         size = i_size_read(inode);
8150
8151         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8152             (page_start >= size)) {
8153                 /* page got truncated out from underneath us */
8154                 goto out_unlock;
8155         }
8156         wait_on_page_writeback(page);
8157
8158         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8159         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8160         if (ret2 < 0) {
8161                 ret = vmf_error(ret2);
8162                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8163                 goto out_unlock;
8164         }
8165
8166         /*
8167          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8168          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8169          */
8170         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8171                         PAGE_SIZE);
8172         if (ordered) {
8173                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8174                 unlock_page(page);
8175                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8176                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
8177                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8178                 goto again;
8179         }
8180
8181         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8182                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8183                                           fs_info->sectorsize);
8184                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8185                         end = page_start + reserved_space - 1;
8186                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8187                                         data_reserved, page_start,
8188                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8189                 }
8190         }
8191
8192         /*
8193          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8194          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8195          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8196          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8197          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8198          */
8199         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8200                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8201                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8202
8203         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8204                                         &cached_state);
8205         if (ret2) {
8206                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8207                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8208                 goto out_unlock;
8209         }
8210
8211         /* page is wholly or partially inside EOF */
8212         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8213                 zero_start = offset_in_page(size);
8214         else
8215                 zero_start = PAGE_SIZE;
8216
8217         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8218                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8219
8220         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8221         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8222         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8223
8224         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8225
8226         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8227         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8228
8229         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8230         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8231         extent_changeset_free(data_reserved);
8232         return VM_FAULT_LOCKED;
8233
8234 out_unlock:
8235         unlock_page(page);
8236         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8237 out:
8238         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8239         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8240                                      reserved_space, (ret != 0));
8241 out_noreserve:
8242         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8243         extent_changeset_free(data_reserved);
8244         return ret;
8245 }
8246
8247 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8248 {
8249         struct btrfs_truncate_control control = {
8250                 .inode = inode,
8251                 .ino = btrfs_ino(inode),
8252                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8253                 .clear_extent_range = true,
8254         };
8255         struct btrfs_root *root = inode->root;
8256         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8257         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8258         int ret;
8259         struct btrfs_trans_handle *trans;
8260         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8261         const u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8262
8263         if (!skip_writeback) {
8264                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8265                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8266                                                (u64)-1);
8267                 if (ret)
8268                         return ret;
8269         }
8270
8271         /*
8272          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8273          * things going on here:
8274          *
8275          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8276          *
8277          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8278          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8279          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8280          * very much snapshotting).
8281          *
8282          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8283          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8284          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8285          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8286          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8287          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8288          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8289          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8290          * done separately as well.
8291          *
8292          * So that leaves us with
8293          *
8294          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8295          * transaction reservation.
8296          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8297          * updating the inode.
8298          */
8299         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8300         if (!rsv)
8301                 return -ENOMEM;
8302         rsv->size = min_size;
8303         rsv->failfast = true;
8304
8305         /*
8306          * 1 for the truncate slack space
8307          * 1 for updating the inode.
8308          */
8309         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8310         if (IS_ERR(trans)) {
8311                 ret = PTR_ERR(trans);
8312                 goto out;
8313         }
8314
8315         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8316         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8317                                       min_size, false);
8318         /*
8319          * We have reserved 2 metadata units when we started the transaction and
8320          * min_size matches 1 unit, so this should never fail, but if it does,
8321          * it's not critical we just fail truncation.
8322          */
8323         if (WARN_ON(ret)) {
8324                 btrfs_end_transaction(trans);
8325                 goto out;
8326         }
8327
8328         trans->block_rsv = rsv;
8329
8330         while (1) {
8331                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8332                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8333                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8334
8335                 control.new_size = new_size;
8336                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8337                 /*
8338                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8339                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8340                  * block of the extent just the way it is.
8341                  */
8342                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8343                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8344                                             (u64)-1, false);
8345
8346                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8347
8348                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8349                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8350
8351                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8352
8353                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8354                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8355                         break;
8356
8357                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
8358                 if (ret)
8359                         break;
8360
8361                 btrfs_end_transaction(trans);
8362                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8363
8364                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8365                 if (IS_ERR(trans)) {
8366                         ret = PTR_ERR(trans);
8367                         trans = NULL;
8368                         break;
8369                 }
8370
8371                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8372                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8373                                               rsv, min_size, false);
8374                 /*
8375                  * We have reserved 2 metadata units when we started the
8376                  * transaction and min_size matches 1 unit, so this should never
8377                  * fail, but if it does, it's not critical we just fail truncation.
8378                  */
8379                 if (WARN_ON(ret))
8380                         break;
8381
8382                 trans->block_rsv = rsv;
8383         }
8384
8385         /*
8386          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8387          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8388          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8389          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8390          */
8391         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8392                 btrfs_end_transaction(trans);
8393                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8394
8395                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8396                 if (ret)
8397                         goto out;
8398                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8399                 if (IS_ERR(trans)) {
8400                         ret = PTR_ERR(trans);
8401                         goto out;
8402                 }
8403                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8404         }
8405
8406         if (trans) {
8407                 int ret2;
8408
8409                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8410                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, inode);
8411                 if (ret2 && !ret)
8412                         ret = ret2;
8413
8414                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8415                 if (ret2 && !ret)
8416                         ret = ret2;
8417                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8418         }
8419 out:
8420         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8421         /*
8422          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8423          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8424          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8425          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8426          * safe.
8427          *
8428          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8429          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8430          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8431          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8432          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8433          * extents beyond i_size to drop.
8434          */
8435         if (control.extents_found > 0)
8436                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8437
8438         return ret;
8439 }
8440
8441 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8442                                      struct inode *dir)
8443 {
8444         struct inode *inode;
8445
8446         inode = new_inode(dir->i_sb);
8447         if (inode) {
8448                 /*
8449                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8450                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8451                  */
8452                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8453                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8454                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8455                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8456         }
8457         return inode;
8458 }
8459
8460 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8461 {
8462         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8463         struct btrfs_inode *ei;
8464         struct inode *inode;
8465
8466         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8467         if (!ei)
8468                 return NULL;
8469
8470         ei->root = NULL;
8471         ei->generation = 0;
8472         ei->last_trans = 0;
8473         ei->last_sub_trans = 0;
8474         ei->logged_trans = 0;
8475         ei->delalloc_bytes = 0;
8476         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8477         ei->defrag_bytes = 0;
8478         ei->disk_i_size = 0;
8479         ei->flags = 0;
8480         ei->ro_flags = 0;
8481         ei->csum_bytes = 0;
8482         ei->index_cnt = (u64)-1;
8483         ei->dir_index = 0;
8484         ei->last_unlink_trans = 0;
8485         ei->last_reflink_trans = 0;
8486         ei->last_log_commit = 0;
8487
8488         spin_lock_init(&ei->lock);
8489         ei->outstanding_extents = 0;
8490         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8491                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8492                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8493         ei->runtime_flags = 0;
8494         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8495         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8496
8497         ei->delayed_node = NULL;
8498
8499         ei->i_otime_sec = 0;
8500         ei->i_otime_nsec = 0;
8501
8502         inode = &ei->vfs_inode;
8503         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8504         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8505         ei->io_tree.inode = ei;
8506         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8507                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8508         mutex_init(&ei->log_mutex);
8509         spin_lock_init(&ei->ordered_tree_lock);
8510         ei->ordered_tree = RB_ROOT;
8511         ei->ordered_tree_last = NULL;
8512         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8513         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8514         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8515         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8516
8517         return inode;
8518 }
8519
8520 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8521 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8522 {
8523         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8524         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8525 }
8526 #endif
8527
8528 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8529 {
8530         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8531 }
8532
8533 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8534 {
8535         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8536         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8537         struct btrfs_root *root = inode->root;
8538         bool freespace_inode;
8539
8540         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8541         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8542         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8543         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8544         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8545         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8546                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8547                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8548         }
8549         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8550         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8551
8552         /*
8553          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8554          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8555          * created.
8556          */
8557         if (!root)
8558                 return;
8559
8560         /*
8561          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8562          * map.
8563          */
8564         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8565
8566         while (1) {
8567                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8568                 if (!ordered)
8569                         break;
8570                 else {
8571                         btrfs_err(root->fs_info,
8572                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8573                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8574
8575                         if (!freespace_inode)
8576                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8577
8578                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8579                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8580                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8581                 }
8582         }
8583         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8584         inode_tree_del(inode);
8585         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8586         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8587         btrfs_put_root(inode->root);
8588 }
8589
8590 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8591 {
8592         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8593
8594         if (root == NULL)
8595                 return 1;
8596
8597         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8598         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8599                 return 1;
8600         else
8601                 return generic_drop_inode(inode);
8602 }
8603
8604 static void init_once(void *foo)
8605 {
8606         struct btrfs_inode *ei = foo;
8607
8608         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8609 }
8610
8611 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8612 {
8613         /*
8614          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8615          * destroy cache.
8616          */
8617         rcu_barrier();
8618         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8619         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8620 }
8621
8622 int __init btrfs_init_cachep(void)
8623 {
8624         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8625                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8626                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8627                         init_once);
8628         if (!btrfs_inode_cachep)
8629                 goto fail;
8630
8631         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8632                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8633                         BIOSET_NEED_BVECS))
8634                 goto fail;
8635
8636         return 0;
8637 fail:
8638         btrfs_destroy_cachep();
8639         return -ENOMEM;
8640 }
8641
8642 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8643                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8644                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8645 {
8646         u64 delalloc_bytes;
8647         u64 inode_bytes;
8648         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8649         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8650         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8651         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8652
8653         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8654         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime_sec;
8655         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec;
8656         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8657                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8658         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8659                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8660         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8661                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8662         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8663                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8664         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8665                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8666
8667         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8668                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8669                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8670                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8671
8672         generic_fillattr(idmap, request_mask, inode, stat);
8673         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8674
8675         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8676         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8677         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8678         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8679         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8680                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> SECTOR_SHIFT;
8681         return 0;
8682 }
8683
8684 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8685                               struct dentry *old_dentry,
8686                               struct inode *new_dir,
8687                               struct dentry *new_dentry)
8688 {
8689         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8690         struct btrfs_trans_handle *trans;
8691         unsigned int trans_num_items;
8692         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8693         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8694         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8695         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8696         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8697         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8698         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8699         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8700         u64 old_idx = 0;
8701         u64 new_idx = 0;
8702         int ret;
8703         int ret2;
8704         bool need_abort = false;
8705         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8706         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8707
8708         /*
8709          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8710          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8711          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8712          */
8713         if (root != dest &&
8714             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8715              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8716                 return -EXDEV;
8717
8718         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8719         if (ret)
8720                 return ret;
8721
8722         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8723         if (ret) {
8724                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8725                 return ret;
8726         }
8727
8728         old_name = &old_fname.disk_name;
8729         new_name = &new_fname.disk_name;
8730
8731         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8732         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8733             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8734                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8735
8736         /*
8737          * For each inode:
8738          * 1 to remove old dir item
8739          * 1 to remove old dir index
8740          * 1 to add new dir item
8741          * 1 to add new dir index
8742          * 1 to update parent inode
8743          *
8744          * If the parents are the same, we only need to account for one
8745          */
8746         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8747         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8748                 /*
8749                  * 1 to remove old root ref
8750                  * 1 to remove old root backref
8751                  * 1 to add new root ref
8752                  * 1 to add new root backref
8753                  */
8754                 trans_num_items += 4;
8755         } else {
8756                 /*
8757                  * 1 to update inode item
8758                  * 1 to remove old inode ref
8759                  * 1 to add new inode ref
8760                  */
8761                 trans_num_items += 3;
8762         }
8763         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8764                 trans_num_items += 4;
8765         else
8766                 trans_num_items += 3;
8767         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8768         if (IS_ERR(trans)) {
8769                 ret = PTR_ERR(trans);
8770                 goto out_notrans;
8771         }
8772
8773         if (dest != root) {
8774                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8775                 if (ret)
8776                         goto out_fail;
8777         }
8778
8779         /*
8780          * We need to find a free sequence number both in the source and
8781          * in the destination directory for the exchange.
8782          */
8783         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8784         if (ret)
8785                 goto out_fail;
8786         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8787         if (ret)
8788                 goto out_fail;
8789
8790         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8791         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8792
8793         /* Reference for the source. */
8794         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8795                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8796                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8797         } else {
8798                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8799                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8800                                              old_idx);
8801                 if (ret)
8802                         goto out_fail;
8803                 need_abort = true;
8804         }
8805
8806         /* And now for the dest. */
8807         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8808                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8809                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8810         } else {
8811                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8812                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8813                                              new_idx);
8814                 if (ret) {
8815                         if (need_abort)
8816                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8817                         goto out_fail;
8818                 }
8819         }
8820
8821         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8822         inode_inc_iversion(old_dir);
8823         inode_inc_iversion(new_dir);
8824         inode_inc_iversion(old_inode);
8825         inode_inc_iversion(new_inode);
8826         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
8827
8828         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8829                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8830                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8831                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8832                                         BTRFS_I(new_inode), true);
8833         }
8834
8835         /* src is a subvolume */
8836         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8837                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8838         } else { /* src is an inode */
8839                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8840                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8841                                            old_name, &old_rename_ctx);
8842                 if (!ret)
8843                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
8844         }
8845         if (ret) {
8846                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8847                 goto out_fail;
8848         }
8849
8850         /* dest is a subvolume */
8851         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8852                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8853         } else { /* dest is an inode */
8854                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8855                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8856                                            new_name, &new_rename_ctx);
8857                 if (!ret)
8858                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(new_inode));
8859         }
8860         if (ret) {
8861                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8862                 goto out_fail;
8863         }
8864
8865         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8866                              new_name, 0, old_idx);
8867         if (ret) {
8868                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8869                 goto out_fail;
8870         }
8871
8872         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8873                              old_name, 0, new_idx);
8874         if (ret) {
8875                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8876                 goto out_fail;
8877         }
8878
8879         if (old_inode->i_nlink == 1)
8880                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8881         if (new_inode->i_nlink == 1)
8882                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
8883
8884         /*
8885          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
8886          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
8887          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
8888          * are part of this rename operation were logged before.
8889          */
8890         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8891                 btrfs_pin_log_trans(root);
8892         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8893                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8894
8895         /* Do the log updates for all inodes. */
8896         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8897                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8898                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8899         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8900                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
8901                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
8902
8903         /* Now unpin the logs. */
8904         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8905                 btrfs_end_log_trans(root);
8906         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8907                 btrfs_end_log_trans(dest);
8908 out_fail:
8909         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8910         ret = ret ? ret : ret2;
8911 out_notrans:
8912         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8913             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8914                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8915
8916         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8917         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8918         return ret;
8919 }
8920
8921 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8922                                         struct inode *dir)
8923 {
8924         struct inode *inode;
8925
8926         inode = new_inode(dir->i_sb);
8927         if (inode) {
8928                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
8929                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
8930                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
8931                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
8932         }
8933         return inode;
8934 }
8935
8936 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
8937                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
8938                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
8939                         unsigned int flags)
8940 {
8941         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8942         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
8943                 .dir = old_dir,
8944                 .dentry = old_dentry,
8945         };
8946         struct btrfs_trans_handle *trans;
8947         unsigned int trans_num_items;
8948         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8949         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8950         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
8951         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
8952         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
8953         u64 index = 0;
8954         int ret;
8955         int ret2;
8956         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8957         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8958
8959         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
8960                 return -EPERM;
8961
8962         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
8963         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
8964                 return -EXDEV;
8965
8966         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
8967             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8968                 return -ENOTEMPTY;
8969
8970         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
8971             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
8972                 return -ENOTEMPTY;
8973
8974         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8975         if (ret)
8976                 return ret;
8977
8978         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8979         if (ret) {
8980                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8981                 return ret;
8982         }
8983
8984         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
8985         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
8986         if (ret) {
8987                 if (ret == -EEXIST) {
8988                         /* we shouldn't get
8989                          * eexist without a new_inode */
8990                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
8991                                 goto out_fscrypt_names;
8992                         }
8993                 } else {
8994                         /* maybe -EOVERFLOW */
8995                         goto out_fscrypt_names;
8996                 }
8997         }
8998         ret = 0;
8999
9000         /*
9001          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9002          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9003          */
9004         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9005                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9006
9007         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9008                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
9009                 if (!whiteout_args.inode) {
9010                         ret = -ENOMEM;
9011                         goto out_fscrypt_names;
9012                 }
9013                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9014                 if (ret)
9015                         goto out_whiteout_inode;
9016         } else {
9017                 /* 1 to update the old parent inode. */
9018                 trans_num_items = 1;
9019         }
9020
9021         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9022                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9023                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9024                 /*
9025                  * 1 to remove old root ref
9026                  * 1 to remove old root backref
9027                  * 1 to add new root ref
9028                  * 1 to add new root backref
9029                  */
9030                 trans_num_items += 4;
9031         } else {
9032                 /*
9033                  * 1 to update inode
9034                  * 1 to remove old inode ref
9035                  * 1 to add new inode ref
9036                  */
9037                 trans_num_items += 3;
9038         }
9039         /*
9040          * 1 to remove old dir item
9041          * 1 to remove old dir index
9042          * 1 to add new dir item
9043          * 1 to add new dir index
9044          */
9045         trans_num_items += 4;
9046         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9047         if (new_dir != old_dir)
9048                 trans_num_items++;
9049         if (new_inode) {
9050                 /*
9051                  * 1 to update inode
9052                  * 1 to remove inode ref
9053                  * 1 to remove dir item
9054                  * 1 to remove dir index
9055                  * 1 to possibly add orphan item
9056                  */
9057                 trans_num_items += 5;
9058         }
9059         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9060         if (IS_ERR(trans)) {
9061                 ret = PTR_ERR(trans);
9062                 goto out_notrans;
9063         }
9064
9065         if (dest != root) {
9066                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9067                 if (ret)
9068                         goto out_fail;
9069         }
9070
9071         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9072         if (ret)
9073                 goto out_fail;
9074
9075         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9076         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9077                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9078                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9079         } else {
9080                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9081                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9082                                              index);
9083                 if (ret)
9084                         goto out_fail;
9085         }
9086
9087         inode_inc_iversion(old_dir);
9088         inode_inc_iversion(new_dir);
9089         inode_inc_iversion(old_inode);
9090         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
9091
9092         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9093                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9094                                         BTRFS_I(old_inode), true);
9095
9096         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9097                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9098         } else {
9099                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9100                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9101                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9102                 if (!ret)
9103                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
9104         }
9105         if (ret) {
9106                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9107                 goto out_fail;
9108         }
9109
9110         if (new_inode) {
9111                 inode_inc_iversion(new_inode);
9112                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9113                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9114                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9115                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9116                 } else {
9117                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9118                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9119                                                  &new_fname.disk_name);
9120                 }
9121                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9122                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9123                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9124                 if (ret) {
9125                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9126                         goto out_fail;
9127                 }
9128         }
9129
9130         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9131                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9132         if (ret) {
9133                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9134                 goto out_fail;
9135         }
9136
9137         if (old_inode->i_nlink == 1)
9138                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9139
9140         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9141                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9142                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9143
9144         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9145                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9146                 if (ret) {
9147                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9148                         goto out_fail;
9149                 } else {
9150                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9151                         iput(whiteout_args.inode);
9152                         whiteout_args.inode = NULL;
9153                 }
9154         }
9155 out_fail:
9156         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9157         ret = ret ? ret : ret2;
9158 out_notrans:
9159         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9160                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9161         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9162                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9163 out_whiteout_inode:
9164         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9165                 iput(whiteout_args.inode);
9166 out_fscrypt_names:
9167         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9168         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9169         return ret;
9170 }
9171
9172 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9173                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9174                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9175 {
9176         int ret;
9177
9178         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9179                 return -EINVAL;
9180
9181         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9182                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9183                                             new_dentry);
9184         else
9185                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9186                                    new_dentry, flags);
9187
9188         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9189
9190         return ret;
9191 }
9192
9193 struct btrfs_delalloc_work {
9194         struct inode *inode;
9195         struct completion completion;
9196         struct list_head list;
9197         struct btrfs_work work;
9198 };
9199
9200 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9201 {
9202         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9203         struct inode *inode;
9204
9205         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9206                                      work);
9207         inode = delalloc_work->inode;
9208         filemap_flush(inode->i_mapping);
9209         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9210                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9211                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9212
9213         iput(inode);
9214         complete(&delalloc_work->completion);
9215 }
9216
9217 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9218 {
9219         struct btrfs_delalloc_work *work;
9220
9221         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9222         if (!work)
9223                 return NULL;
9224
9225         init_completion(&work->completion);
9226         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9227         work->inode = inode;
9228         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL);
9229
9230         return work;
9231 }
9232
9233 /*
9234  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9235  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9236  */
9237 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9238                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9239                                  bool in_reclaim_context)
9240 {
9241         struct btrfs_inode *binode;
9242         struct inode *inode;
9243         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9244         LIST_HEAD(works);
9245         LIST_HEAD(splice);
9246         int ret = 0;
9247         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9248
9249         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9250         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9251         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9252         while (!list_empty(&splice)) {
9253                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9254                                     delalloc_inodes);
9255
9256                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9257                                &root->delalloc_inodes);
9258
9259                 if (in_reclaim_context &&
9260                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9261                         continue;
9262
9263                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9264                 if (!inode) {
9265                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9266                         continue;
9267                 }
9268                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9269
9270                 if (snapshot)
9271                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9272                                 &binode->runtime_flags);
9273                 if (full_flush) {
9274                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9275                         if (!work) {
9276                                 iput(inode);
9277                                 ret = -ENOMEM;
9278                                 goto out;
9279                         }
9280                         list_add_tail(&work->list, &works);
9281                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9282                                          &work->work);
9283                 } else {
9284                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9285                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9286                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9287                                 goto out;
9288                 }
9289                 cond_resched();
9290                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9291         }
9292         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9293
9294 out:
9295         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9296                 list_del_init(&work->list);
9297                 wait_for_completion(&work->completion);
9298                 kfree(work);
9299         }
9300
9301         if (!list_empty(&splice)) {
9302                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9303                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9304                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9305         }
9306         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9307         return ret;
9308 }
9309
9310 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9311 {
9312         struct writeback_control wbc = {
9313                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9314                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9315                 .range_start = 0,
9316                 .range_end = LLONG_MAX,
9317         };
9318         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9319
9320         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9321                 return -EROFS;
9322
9323         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9324 }
9325
9326 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9327                                bool in_reclaim_context)
9328 {
9329         struct writeback_control wbc = {
9330                 .nr_to_write = nr,
9331                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9332                 .range_start = 0,
9333                 .range_end = LLONG_MAX,
9334         };
9335         struct btrfs_root *root;
9336         LIST_HEAD(splice);
9337         int ret;
9338
9339         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9340                 return -EROFS;
9341
9342         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9343         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9344         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9345         while (!list_empty(&splice)) {
9346                 /*
9347                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9348                  * flush.
9349                  */
9350                 if (nr == LONG_MAX)
9351                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9352
9353                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9354                                         delalloc_root);
9355                 root = btrfs_grab_root(root);
9356                 BUG_ON(!root);
9357                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9358                                &fs_info->delalloc_roots);
9359                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9360
9361                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9362                 btrfs_put_root(root);
9363                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9364                         goto out;
9365                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9366         }
9367         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9368
9369         ret = 0;
9370 out:
9371         if (!list_empty(&splice)) {
9372                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9373                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9374                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9375         }
9376         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9377         return ret;
9378 }
9379
9380 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9381                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9382 {
9383         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9384         struct btrfs_trans_handle *trans;
9385         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9386         struct btrfs_path *path;
9387         struct btrfs_key key;
9388         struct inode *inode;
9389         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9390                 .dir = dir,
9391                 .dentry = dentry,
9392         };
9393         unsigned int trans_num_items;
9394         int err;
9395         int name_len;
9396         int datasize;
9397         unsigned long ptr;
9398         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9399         struct extent_buffer *leaf;
9400
9401         name_len = strlen(symname);
9402         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9403                 return -ENAMETOOLONG;
9404
9405         inode = new_inode(dir->i_sb);
9406         if (!inode)
9407                 return -ENOMEM;
9408         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9409         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9410         inode_nohighmem(inode);
9411         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9412         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9413         inode_set_bytes(inode, name_len);
9414
9415         new_inode_args.inode = inode;
9416         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9417         if (err)
9418                 goto out_inode;
9419         /* 1 additional item for the inline extent */
9420         trans_num_items++;
9421
9422         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9423         if (IS_ERR(trans)) {
9424                 err = PTR_ERR(trans);
9425                 goto out_new_inode_args;
9426         }
9427
9428         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9429         if (err)
9430                 goto out;
9431
9432         path = btrfs_alloc_path();
9433         if (!path) {
9434                 err = -ENOMEM;
9435                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9436                 discard_new_inode(inode);
9437                 inode = NULL;
9438                 goto out;
9439         }
9440         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9441         key.offset = 0;
9442         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9443         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9444         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9445                                       datasize);
9446         if (err) {
9447                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9448                 btrfs_free_path(path);
9449                 discard_new_inode(inode);
9450                 inode = NULL;
9451                 goto out;
9452         }
9453         leaf = path->nodes[0];
9454         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9455                             struct btrfs_file_extent_item);
9456         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9457         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9458                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9459         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9460         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9461         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9462         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9463
9464         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9465         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9466         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
9467         btrfs_free_path(path);
9468
9469         d_instantiate_new(dentry, inode);
9470         err = 0;
9471 out:
9472         btrfs_end_transaction(trans);
9473         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9474 out_new_inode_args:
9475         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9476 out_inode:
9477         if (err)
9478                 iput(inode);
9479         return err;
9480 }
9481
9482 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9483                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9484                                        struct btrfs_inode *inode,
9485                                        struct btrfs_key *ins,
9486                                        u64 file_offset)
9487 {
9488         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9489         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9490         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9491         struct btrfs_path *path;
9492         u64 start = ins->objectid;
9493         u64 len = ins->offset;
9494         u64 qgroup_released = 0;
9495         int ret;
9496
9497         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9498
9499         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9500         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9501         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9502         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9503         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9504         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9505         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9506
9507         ret = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len, &qgroup_released);
9508         if (ret < 0)
9509                 return ERR_PTR(ret);
9510
9511         if (trans) {
9512                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9513                                                   file_offset, &stack_fi,
9514                                                   true, qgroup_released);
9515                 if (ret)
9516                         goto free_qgroup;
9517                 return trans;
9518         }
9519
9520         extent_info.disk_offset = start;
9521         extent_info.disk_len = len;
9522         extent_info.data_offset = 0;
9523         extent_info.data_len = len;
9524         extent_info.file_offset = file_offset;
9525         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9526         extent_info.is_new_extent = true;
9527         extent_info.update_times = true;
9528         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9529         extent_info.insertions = 0;
9530
9531         path = btrfs_alloc_path();
9532         if (!path) {
9533                 ret = -ENOMEM;
9534                 goto free_qgroup;
9535         }
9536
9537         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9538                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9539                                      &trans);
9540         btrfs_free_path(path);
9541         if (ret)
9542                 goto free_qgroup;
9543         return trans;
9544
9545 free_qgroup:
9546         /*
9547          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9548          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9549          * transaction.
9550          * But if we error out early, we have to free what we have released
9551          * or we leak qgroup data reservation.
9552          */
9553         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9554                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9555                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9556         return ERR_PTR(ret);
9557 }
9558
9559 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9560                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9561                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9562                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9563 {
9564         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9565         struct extent_map *em;
9566         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9567         struct btrfs_key ins;
9568         u64 cur_offset = start;
9569         u64 clear_offset = start;
9570         u64 i_size;
9571         u64 cur_bytes;
9572         u64 last_alloc = (u64)-1;
9573         int ret = 0;
9574         bool own_trans = true;
9575         u64 end = start + num_bytes - 1;
9576
9577         if (trans)
9578                 own_trans = false;
9579         while (num_bytes > 0) {
9580                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9581                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9582                 /*
9583                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9584                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9585                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9586                  * sized chunks.
9587                  */
9588                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9589                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9590                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9591                 if (ret)
9592                         break;
9593
9594                 /*
9595                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9596                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9597                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9598                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9599                  * clear_offset by our extent size.
9600                  */
9601                 clear_offset += ins.offset;
9602
9603                 last_alloc = ins.offset;
9604                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9605                                                     &ins, cur_offset);
9606                 /*
9607                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9608                  * decrement the number of reservations in the block group.
9609                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9610                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9611                  */
9612                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9613                 if (IS_ERR(trans)) {
9614                         ret = PTR_ERR(trans);
9615                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9616                                                    ins.offset, 0);
9617                         break;
9618                 }
9619
9620                 em = alloc_extent_map();
9621                 if (!em) {
9622                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9623                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9624                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9625                         goto next;
9626                 }
9627
9628                 em->start = cur_offset;
9629                 em->orig_start = cur_offset;
9630                 em->len = ins.offset;
9631                 em->block_start = ins.objectid;
9632                 em->block_len = ins.offset;
9633                 em->orig_block_len = ins.offset;
9634                 em->ram_bytes = ins.offset;
9635                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9636                 em->generation = trans->transid;
9637
9638                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9639                 free_extent_map(em);
9640 next:
9641                 num_bytes -= ins.offset;
9642                 cur_offset += ins.offset;
9643                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9644
9645                 inode_inc_iversion(inode);
9646                 inode_set_ctime_current(inode);
9647                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9648                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9649                     (actual_len > inode->i_size) &&
9650                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9651                         if (cur_offset > actual_len)
9652                                 i_size = actual_len;
9653                         else
9654                                 i_size = cur_offset;
9655                         i_size_write(inode, i_size);
9656                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9657                 }
9658
9659                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
9660
9661                 if (ret) {
9662                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9663                         if (own_trans)
9664                                 btrfs_end_transaction(trans);
9665                         break;
9666                 }
9667
9668                 if (own_trans) {
9669                         btrfs_end_transaction(trans);
9670                         trans = NULL;
9671                 }
9672         }
9673         if (clear_offset < end)
9674                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9675                         end - clear_offset + 1);
9676         return ret;
9677 }
9678
9679 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9680                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9681                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9682 {
9683         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9684                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9685                                            NULL);
9686 }
9687
9688 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9689                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9690                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9691                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9692 {
9693         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9694                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9695 }
9696
9697 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9698                             struct inode *inode, int mask)
9699 {
9700         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9701         umode_t mode = inode->i_mode;
9702
9703         if (mask & MAY_WRITE &&
9704             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9705                 if (btrfs_root_readonly(root))
9706                         return -EROFS;
9707                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9708                         return -EACCES;
9709         }
9710         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9711 }
9712
9713 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9714                          struct file *file, umode_t mode)
9715 {
9716         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9717         struct btrfs_trans_handle *trans;
9718         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9719         struct inode *inode;
9720         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9721                 .dir = dir,
9722                 .dentry = file->f_path.dentry,
9723                 .orphan = true,
9724         };
9725         unsigned int trans_num_items;
9726         int ret;
9727
9728         inode = new_inode(dir->i_sb);
9729         if (!inode)
9730                 return -ENOMEM;
9731         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9732         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9733         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9734         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9735
9736         new_inode_args.inode = inode;
9737         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9738         if (ret)
9739                 goto out_inode;
9740
9741         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9742         if (IS_ERR(trans)) {
9743                 ret = PTR_ERR(trans);
9744                 goto out_new_inode_args;
9745         }
9746
9747         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9748
9749         /*
9750          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9751          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9752          * 0, through:
9753          *
9754          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9755          */
9756         set_nlink(inode, 1);
9757
9758         if (!ret) {
9759                 d_tmpfile(file, inode);
9760                 unlock_new_inode(inode);
9761                 mark_inode_dirty(inode);
9762         }
9763
9764         btrfs_end_transaction(trans);
9765         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9766 out_new_inode_args:
9767         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9768 out_inode:
9769         if (ret)
9770                 iput(inode);
9771         return finish_open_simple(file, ret);
9772 }
9773
9774 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9775 {
9776         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9777         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9778         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9779         struct page *page;
9780         u32 len;
9781
9782         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9783         len = end + 1 - start;
9784         while (index <= end_index) {
9785                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9786                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9787
9788                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
9789                 put_page(page);
9790                 index++;
9791         }
9792 }
9793
9794 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9795                                              int compress_type)
9796 {
9797         switch (compress_type) {
9798         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9799                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9800         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9801                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9802         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9803                 /*
9804                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9805                  * sector size that we support.
9806                  */
9807                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9808                         return -EINVAL;
9809                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9810                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9811         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9812                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9813         default:
9814                 return -EUCLEAN;
9815         }
9816 }
9817
9818 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9819                                 struct kiocb *iocb,
9820                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9821                                 u64 lockend,
9822                                 struct extent_state **cached_state,
9823                                 u64 extent_start, size_t count,
9824                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9825                                 bool *unlocked)
9826 {
9827         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9828         struct btrfs_root *root = inode->root;
9829         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9830         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9831         struct btrfs_path *path;
9832         struct extent_buffer *leaf;
9833         struct btrfs_file_extent_item *item;
9834         u64 ram_bytes;
9835         unsigned long ptr;
9836         void *tmp;
9837         ssize_t ret;
9838
9839         path = btrfs_alloc_path();
9840         if (!path) {
9841                 ret = -ENOMEM;
9842                 goto out;
9843         }
9844         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9845                                        extent_start, 0);
9846         if (ret) {
9847                 if (ret > 0) {
9848                         /* The extent item disappeared? */
9849                         ret = -EIO;
9850                 }
9851                 goto out;
9852         }
9853         leaf = path->nodes[0];
9854         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9855
9856         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9857         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9858
9859         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9860                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9861         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9862                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9863         if (ret < 0)
9864                 goto out;
9865         encoded->compression = ret;
9866         if (encoded->compression) {
9867                 size_t inline_size;
9868
9869                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9870                                                                 path->slots[0]);
9871                 if (inline_size > count) {
9872                         ret = -ENOBUFS;
9873                         goto out;
9874                 }
9875                 count = inline_size;
9876                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9877                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9878         } else {
9879                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9880                 encoded->len = count;
9881                 encoded->unencoded_len = count;
9882                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
9883         }
9884
9885         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
9886         if (!tmp) {
9887                 ret = -ENOMEM;
9888                 goto out;
9889         }
9890         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
9891         btrfs_release_path(path);
9892         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9893         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9894         *unlocked = true;
9895
9896         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
9897         if (ret != count)
9898                 ret = -EFAULT;
9899         kfree(tmp);
9900 out:
9901         btrfs_free_path(path);
9902         return ret;
9903 }
9904
9905 struct btrfs_encoded_read_private {
9906         wait_queue_head_t wait;
9907         atomic_t pending;
9908         blk_status_t status;
9909 };
9910
9911 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
9912 {
9913         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
9914
9915         if (bbio->bio.bi_status) {
9916                 /*
9917                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
9918                  * pairs with the memory barrier implied by the
9919                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
9920                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
9921                  * write is observed before the load of status in
9922                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
9923                  */
9924                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
9925         }
9926         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
9927                 wake_up(&priv->wait);
9928         bio_put(&bbio->bio);
9929 }
9930
9931 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
9932                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
9933                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
9934 {
9935         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9936         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
9937                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
9938         };
9939         unsigned long i = 0;
9940         struct btrfs_bio *bbio;
9941
9942         init_waitqueue_head(&priv.wait);
9943
9944         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9945                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9946         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9947         bbio->inode = inode;
9948
9949         do {
9950                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
9951
9952                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
9953                         atomic_inc(&priv.pending);
9954                         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9955
9956                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9957                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9958                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9959                         bbio->inode = inode;
9960                         continue;
9961                 }
9962
9963                 i++;
9964                 disk_bytenr += bytes;
9965                 disk_io_size -= bytes;
9966         } while (disk_io_size);
9967
9968         atomic_inc(&priv.pending);
9969         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9970
9971         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
9972                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
9973         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
9974         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
9975 }
9976
9977 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
9978                                           struct iov_iter *iter,
9979                                           u64 start, u64 lockend,
9980                                           struct extent_state **cached_state,
9981                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
9982                                           size_t count, bool compressed,
9983                                           bool *unlocked)
9984 {
9985         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9986         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9987         struct page **pages;
9988         unsigned long nr_pages, i;
9989         u64 cur;
9990         size_t page_offset;
9991         ssize_t ret;
9992
9993         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
9994         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
9995         if (!pages)
9996                 return -ENOMEM;
9997         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
9998         if (ret) {
9999                 ret = -ENOMEM;
10000                 goto out;
10001                 }
10002
10003         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10004                                                     disk_io_size, pages);
10005         if (ret)
10006                 goto out;
10007
10008         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10009         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10010         *unlocked = true;
10011
10012         if (compressed) {
10013                 i = 0;
10014                 page_offset = 0;
10015         } else {
10016                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10017                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10018         }
10019         cur = 0;
10020         while (cur < count) {
10021                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10022                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10023
10024                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10025                                       iter) != bytes) {
10026                         ret = -EFAULT;
10027                         goto out;
10028                 }
10029                 i++;
10030                 cur += bytes;
10031                 page_offset = 0;
10032         }
10033         ret = count;
10034 out:
10035         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10036                 if (pages[i])
10037                         __free_page(pages[i]);
10038         }
10039         kfree(pages);
10040         return ret;
10041 }
10042
10043 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10044                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10045 {
10046         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10047         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10048         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10049         ssize_t ret;
10050         size_t count = iov_iter_count(iter);
10051         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10052         struct extent_state *cached_state = NULL;
10053         struct extent_map *em;
10054         bool unlocked = false;
10055
10056         file_accessed(iocb->ki_filp);
10057
10058         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10059
10060         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10061                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10062                 return 0;
10063         }
10064         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10065         /*
10066          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10067          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10068          */
10069         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10070
10071         for (;;) {
10072                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10073
10074                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10075                                                lockend - start + 1);
10076                 if (ret)
10077                         goto out_unlock_inode;
10078                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10079                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10080                                                      lockend - start + 1);
10081                 if (!ordered)
10082                         break;
10083                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10084                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10085                 cond_resched();
10086         }
10087
10088         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10089         if (IS_ERR(em)) {
10090                 ret = PTR_ERR(em);
10091                 goto out_unlock_extent;
10092         }
10093
10094         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10095                 u64 extent_start = em->start;
10096
10097                 /*
10098                  * For inline extents we get everything we need out of the
10099                  * extent item.
10100                  */
10101                 free_extent_map(em);
10102                 em = NULL;
10103                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10104                                                 &cached_state, extent_start,
10105                                                 count, encoded, &unlocked);
10106                 goto out;
10107         }
10108
10109         /*
10110          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10111          * that.
10112          */
10113         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10114                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10115         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10116             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10117                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10118                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10119                 encoded->len = count;
10120                 encoded->unencoded_len = count;
10121         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10122                 disk_bytenr = em->block_start;
10123                 /*
10124                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10125                  * compressed extent.
10126                  */
10127                 if (em->block_len > count) {
10128                         ret = -ENOBUFS;
10129                         goto out_em;
10130                 }
10131                 disk_io_size = em->block_len;
10132                 count = em->block_len;
10133                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10134                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10135                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10136                                                              em->compress_type);
10137                 if (ret < 0)
10138                         goto out_em;
10139                 encoded->compression = ret;
10140         } else {
10141                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10142                 if (encoded->len > count)
10143                         encoded->len = count;
10144                 /*
10145                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10146                  * allocations that we'll do.
10147                  */
10148                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10149                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10150                 encoded->len = count;
10151                 encoded->unencoded_len = count;
10152                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10153         }
10154         free_extent_map(em);
10155         em = NULL;
10156
10157         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10158                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10159                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10160                 unlocked = true;
10161                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10162                 if (ret != count)
10163                         ret = -EFAULT;
10164         } else {
10165                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10166                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10167                                                  disk_io_size, count,
10168                                                  encoded->compression,
10169                                                  &unlocked);
10170         }
10171
10172 out:
10173         if (ret >= 0)
10174                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10175 out_em:
10176         free_extent_map(em);
10177 out_unlock_extent:
10178         if (!unlocked)
10179                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10180 out_unlock_inode:
10181         if (!unlocked)
10182                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10183         return ret;
10184 }
10185
10186 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10187                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10188 {
10189         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10190         struct btrfs_root *root = inode->root;
10191         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10192         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10193         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10194         struct extent_state *cached_state = NULL;
10195         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10196         int compression;
10197         size_t orig_count;
10198         u64 start, end;
10199         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10200         unsigned long nr_pages, i;
10201         struct page **pages;
10202         struct btrfs_key ins;
10203         bool extent_reserved = false;
10204         struct extent_map *em;
10205         ssize_t ret;
10206
10207         switch (encoded->compression) {
10208         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10209                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10210                 break;
10211         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10212                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10213                 break;
10214         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10215         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10216         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10217         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10218         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10219                 /* The sector size must match for LZO. */
10220                 if (encoded->compression -
10221                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10222                     fs_info->sectorsize_bits)
10223                         return -EINVAL;
10224                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10225                 break;
10226         default:
10227                 return -EINVAL;
10228         }
10229         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10230                 return -EINVAL;
10231
10232         orig_count = iov_iter_count(from);
10233
10234         /* The extent size must be sane. */
10235         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10236             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10237                 return -EINVAL;
10238
10239         /*
10240          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10241          *
10242          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10243          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10244          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10245          * extents.
10246          *
10247          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10248          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10249          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10250          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10251          */
10252         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10253                 return -EINVAL;
10254
10255         /* The extent must start on a sector boundary. */
10256         start = iocb->ki_pos;
10257         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10258                 return -EINVAL;
10259
10260         /*
10261          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10262          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10263          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10264          */
10265         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10266             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10267                 return -EINVAL;
10268
10269         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10270         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10271                 return -EINVAL;
10272
10273         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10274         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10275         end = start + num_bytes - 1;
10276
10277         /*
10278          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10279          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10280          * isn't.
10281          */
10282         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10283         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10284         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10285         if (!pages)
10286                 return -ENOMEM;
10287         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10288                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10289                 char *kaddr;
10290
10291                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10292                 if (!pages[i]) {
10293                         ret = -ENOMEM;
10294                         goto out_pages;
10295                 }
10296                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10297                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10298                         kunmap_local(kaddr);
10299                         ret = -EFAULT;
10300                         goto out_pages;
10301                 }
10302                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10303                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10304                 kunmap_local(kaddr);
10305         }
10306
10307         for (;;) {
10308                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10309
10310                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10311                 if (ret)
10312                         goto out_pages;
10313                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10314                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10315                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10316                 if (ret)
10317                         goto out_pages;
10318                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10319                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10320                 if (!ordered &&
10321                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10322                         break;
10323                 if (ordered)
10324                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10325                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10326                 cond_resched();
10327         }
10328
10329         /*
10330          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10331          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10332          */
10333         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10334         if (ret)
10335                 goto out_unlock;
10336         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10337         if (ret)
10338                 goto out_free_data_space;
10339         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10340                                               false);
10341         if (ret)
10342                 goto out_qgroup_free_data;
10343
10344         /* Try an inline extent first. */
10345         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10346             encoded->unencoded_offset == 0) {
10347                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10348                                             compression, pages, true);
10349                 if (ret <= 0) {
10350                         if (ret == 0)
10351                                 ret = orig_count;
10352                         goto out_delalloc_release;
10353                 }
10354         }
10355
10356         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10357                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10358         if (ret)
10359                 goto out_delalloc_release;
10360         extent_reserved = true;
10361
10362         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10363                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10364                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10365                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10366         if (IS_ERR(em)) {
10367                 ret = PTR_ERR(em);
10368                 goto out_free_reserved;
10369         }
10370         free_extent_map(em);
10371
10372         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10373                                        ins.objectid, ins.offset,
10374                                        encoded->unencoded_offset,
10375                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10376                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10377                                        compression);
10378         if (IS_ERR(ordered)) {
10379                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10380                 ret = PTR_ERR(ordered);
10381                 goto out_free_reserved;
10382         }
10383         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10384
10385         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10386                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10387
10388         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10389
10390         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10391
10392         btrfs_submit_compressed_write(ordered, pages, nr_pages, 0, false);
10393         ret = orig_count;
10394         goto out;
10395
10396 out_free_reserved:
10397         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10398         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10399 out_delalloc_release:
10400         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10401         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10402 out_qgroup_free_data:
10403         if (ret < 0)
10404                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes, NULL);
10405 out_free_data_space:
10406         /*
10407          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10408          * bytes_may_use.
10409          */
10410         if (!extent_reserved)
10411                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10412 out_unlock:
10413         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10414 out_pages:
10415         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10416                 if (pages[i])
10417                         __free_page(pages[i]);
10418         }
10419         kvfree(pages);
10420 out:
10421         if (ret >= 0)
10422                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10423         return ret;
10424 }
10425
10426 #ifdef CONFIG_SWAP
10427 /*
10428  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10429  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10430  * negative errno on failure.
10431  */
10432 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10433                                   bool is_block_group)
10434 {
10435         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10436         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10437         struct rb_node **p;
10438         struct rb_node *parent = NULL;
10439
10440         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10441         if (!sp)
10442                 return -ENOMEM;
10443         sp->ptr = ptr;
10444         sp->inode = inode;
10445         sp->is_block_group = is_block_group;
10446         sp->bg_extent_count = 1;
10447
10448         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10449         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10450         while (*p) {
10451                 parent = *p;
10452                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10453                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10454                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10455                         p = &(*p)->rb_left;
10456                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10457                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10458                         p = &(*p)->rb_right;
10459                 } else {
10460                         if (is_block_group)
10461                                 entry->bg_extent_count++;
10462                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10463                         kfree(sp);
10464                         return 1;
10465                 }
10466         }
10467         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10468         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10469         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10470         return 0;
10471 }
10472
10473 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10474 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10475 {
10476         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10477         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10478         struct rb_node *node, *next;
10479
10480         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10481         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10482         while (node) {
10483                 next = rb_next(node);
10484                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10485                 if (sp->inode == inode) {
10486                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10487                         if (sp->is_block_group) {
10488                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10489                                                            sp->bg_extent_count);
10490                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10491                         }
10492                         kfree(sp);
10493                 }
10494                 node = next;
10495         }
10496         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10497 }
10498
10499 struct btrfs_swap_info {
10500         u64 start;
10501         u64 block_start;
10502         u64 block_len;
10503         u64 lowest_ppage;
10504         u64 highest_ppage;
10505         unsigned long nr_pages;
10506         int nr_extents;
10507 };
10508
10509 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10510                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10511 {
10512         unsigned long nr_pages;
10513         unsigned long max_pages;
10514         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10515         int ret;
10516
10517         /*
10518          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10519          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10520          * the max size set in the swap header.
10521          */
10522         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10523                 return 0;
10524
10525         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10526         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10527         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10528
10529         if (first_ppage >= next_ppage)
10530                 return 0;
10531         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10532         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10533
10534         first_ppage_reported = first_ppage;
10535         if (bsi->start == 0)
10536                 first_ppage_reported++;
10537         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10538                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10539         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10540                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10541
10542         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10543         if (ret < 0)
10544                 return ret;
10545         bsi->nr_extents += ret;
10546         bsi->nr_pages += nr_pages;
10547         return 0;
10548 }
10549
10550 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10551 {
10552         struct inode *inode = file_inode(file);
10553
10554         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10555         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10556 }
10557
10558 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10559                                sector_t *span)
10560 {
10561         struct inode *inode = file_inode(file);
10562         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10563         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10564         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10565         struct extent_state *cached_state = NULL;
10566         struct extent_map *em = NULL;
10567         struct btrfs_device *device = NULL;
10568         struct btrfs_swap_info bsi = {
10569                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10570         };
10571         int ret = 0;
10572         u64 isize;
10573         u64 start;
10574
10575         /*
10576          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10577          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10578          * we don't really care.
10579          */
10580         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10581         if (ret)
10582                 return ret;
10583
10584         /*
10585          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10586          */
10587         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10588                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10589                 return -EINVAL;
10590         }
10591         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10592                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10593                 return -EINVAL;
10594         }
10595         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10596                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10597                 return -EINVAL;
10598         }
10599
10600         /*
10601          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10602          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10603          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10604          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10605          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10606          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10607          * really worth the trouble to allow it.
10608          */
10609         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10610                 btrfs_warn(fs_info,
10611            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10612                 return -EBUSY;
10613         }
10614
10615         /*
10616          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10617          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10618          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10619          * completes before the first write into the swap file after it is
10620          * activated, than that write would fallback to COW.
10621          */
10622         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10623                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10624                 btrfs_warn(fs_info,
10625            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10626                 return -EINVAL;
10627         }
10628         /*
10629          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10630          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10631          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10632          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10633          *
10634          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10635          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10636          * activating the swapfile.
10637          */
10638         spin_lock(&root->root_item_lock);
10639         if (btrfs_root_dead(root)) {
10640                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10641
10642                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10643                 btrfs_warn(fs_info,
10644                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10645                         root->root_key.objectid);
10646                 return -EPERM;
10647         }
10648         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10649         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10650
10651         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10652
10653         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10654         start = 0;
10655         while (start < isize) {
10656                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10657                 struct btrfs_block_group *bg;
10658                 u64 len = isize - start;
10659
10660                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10661                 if (IS_ERR(em)) {
10662                         ret = PTR_ERR(em);
10663                         goto out;
10664                 }
10665
10666                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10667                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10668                         ret = -EINVAL;
10669                         goto out;
10670                 }
10671                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10672                         /*
10673                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10674                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10675                          * big enough to store more than the swap header, but in
10676                          * case something changes in the future, let's catch it
10677                          * here rather than later.
10678                          */
10679                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10680                         ret = -EINVAL;
10681                         goto out;
10682                 }
10683                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10684                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10685                         ret = -EINVAL;
10686                         goto out;
10687                 }
10688
10689                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10690                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10691                 free_extent_map(em);
10692                 em = NULL;
10693
10694                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10695                 if (ret < 0) {
10696                         goto out;
10697                 } else if (ret) {
10698                         ret = 0;
10699                 } else {
10700                         btrfs_warn(fs_info,
10701                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10702                         ret = -EINVAL;
10703                         goto out;
10704                 }
10705
10706                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10707                 if (IS_ERR(em)) {
10708                         ret = PTR_ERR(em);
10709                         goto out;
10710                 }
10711
10712                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10713                         btrfs_warn(fs_info,
10714                                    "swapfile must have single data profile");
10715                         ret = -EINVAL;
10716                         goto out;
10717                 }
10718
10719                 if (device == NULL) {
10720                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
10721                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10722                         if (ret == 1)
10723                                 ret = 0;
10724                         else if (ret)
10725                                 goto out;
10726                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
10727                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10728                         ret = -EINVAL;
10729                         goto out;
10730                 }
10731
10732                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
10733                                         (logical_block_start - em->start));
10734                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
10735                 free_extent_map(em);
10736                 em = NULL;
10737
10738                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10739                 if (!bg) {
10740                         btrfs_warn(fs_info,
10741                            "could not find block group containing swapfile");
10742                         ret = -EINVAL;
10743                         goto out;
10744                 }
10745
10746                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10747                         btrfs_warn(fs_info,
10748                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10749                            bg->start,
10750                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10751                                        " (scrub running)" : "");
10752                         btrfs_put_block_group(bg);
10753                         ret = -EINVAL;
10754                         goto out;
10755                 }
10756
10757                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10758                 if (ret) {
10759                         btrfs_put_block_group(bg);
10760                         if (ret == 1)
10761                                 ret = 0;
10762                         else
10763                                 goto out;
10764                 }
10765
10766                 if (bsi.block_len &&
10767                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10768                         bsi.block_len += len;
10769                 } else {
10770                         if (bsi.block_len) {
10771                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10772                                 if (ret)
10773                                         goto out;
10774                         }
10775                         bsi.start = start;
10776                         bsi.block_start = physical_block_start;
10777                         bsi.block_len = len;
10778                 }
10779
10780                 start += len;
10781         }
10782
10783         if (bsi.block_len)
10784                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10785
10786 out:
10787         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10788                 free_extent_map(em);
10789
10790         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10791
10792         if (ret)
10793                 btrfs_swap_deactivate(file);
10794
10795         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10796
10797         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10798
10799         if (ret)
10800                 return ret;
10801
10802         if (device)
10803                 sis->bdev = device->bdev;
10804         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10805         sis->max = bsi.nr_pages;
10806         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10807         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10808         return bsi.nr_extents;
10809 }
10810 #else
10811 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10812 {
10813 }
10814
10815 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10816                                sector_t *span)
10817 {
10818         return -EOPNOTSUPP;
10819 }
10820 #endif
10821
10822 /*
10823  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10824  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10825  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10826  * always get a correct value.
10827  */
10828 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10829                               const u64 add_bytes,
10830                               const u64 del_bytes)
10831 {
10832         if (add_bytes == del_bytes)
10833                 return;
10834
10835         spin_lock(&inode->lock);
10836         if (del_bytes > 0)
10837                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10838         if (add_bytes > 0)
10839                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10840         spin_unlock(&inode->lock);
10841 }
10842
10843 /*
10844  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10845  *
10846  * @inode:   The target inode.
10847  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10848  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10849  *           sector size aligned.
10850  *
10851  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10852  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10853  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10854  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10855  * the inode's io_tree.
10856  */
10857 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10858 {
10859         struct btrfs_root *root = inode->root;
10860         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10861
10862         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10863                 return;
10864
10865         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10866         if (ordered) {
10867                 btrfs_err(root->fs_info,
10868 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10869                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
10870                           ordered->file_offset,
10871                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
10872                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10873         }
10874
10875         ASSERT(ordered == NULL);
10876 }
10877
10878 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10879         .getattr        = btrfs_getattr,
10880         .lookup         = btrfs_lookup,
10881         .create         = btrfs_create,
10882         .unlink         = btrfs_unlink,
10883         .link           = btrfs_link,
10884         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10885         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10886         .rename         = btrfs_rename2,
10887         .symlink        = btrfs_symlink,
10888         .setattr        = btrfs_setattr,
10889         .mknod          = btrfs_mknod,
10890         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10891         .permission     = btrfs_permission,
10892         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10893         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10894         .update_time    = btrfs_update_time,
10895         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10896         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10897         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10898 };
10899
10900 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10901         .llseek         = btrfs_dir_llseek,
10902         .read           = generic_read_dir,
10903         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10904         .open           = btrfs_opendir,
10905         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10906 #ifdef CONFIG_COMPAT
10907         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10908 #endif
10909         .release        = btrfs_release_file,
10910         .fsync          = btrfs_sync_file,
10911 };
10912
10913 /*
10914  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10915  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10916  * these extents won't change over the life of the file and they
10917  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10918  *
10919  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10920  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10921  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10922  *
10923  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10924  */
10925 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10926         .read_folio     = btrfs_read_folio,
10927         .writepages     = btrfs_writepages,
10928         .readahead      = btrfs_readahead,
10929         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
10930         .release_folio  = btrfs_release_folio,
10931         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
10932         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
10933         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
10934         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10935         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10936 };
10937
10938 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10939         .getattr        = btrfs_getattr,
10940         .setattr        = btrfs_setattr,
10941         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10942         .permission     = btrfs_permission,
10943         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10944         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10945         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10946         .update_time    = btrfs_update_time,
10947         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10948         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10949 };
10950 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10951         .getattr        = btrfs_getattr,
10952         .setattr        = btrfs_setattr,
10953         .permission     = btrfs_permission,
10954         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10955         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10956         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10957         .update_time    = btrfs_update_time,
10958 };
10959 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10960         .get_link       = page_get_link,
10961         .getattr        = btrfs_getattr,
10962         .setattr        = btrfs_setattr,
10963         .permission     = btrfs_permission,
10964         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10965         .update_time    = btrfs_update_time,
10966 };
10967
10968 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
10969         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
10970 };