Merge tag '6.9-rc5-cifs-fixes-part2' of git://git.samba.org/sfrench/cifs-2.6
[sfrench/cifs-2.6.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 "ordered-data.h"
43 #include "xattr.h"
44 #include "tree-log.h"
45 #include "bio.h"
46 #include "compression.h"
47 #include "locking.h"
48 #include "props.h"
49 #include "qgroup.h"
50 #include "delalloc-space.h"
51 #include "block-group.h"
52 #include "space-info.h"
53 #include "zoned.h"
54 #include "subpage.h"
55 #include "inode-item.h"
56 #include "fs.h"
57 #include "accessors.h"
58 #include "extent-tree.h"
59 #include "root-tree.h"
60 #include "defrag.h"
61 #include "dir-item.h"
62 #include "file-item.h"
63 #include "uuid-tree.h"
64 #include "ioctl.h"
65 #include "file.h"
66 #include "acl.h"
67 #include "relocation.h"
68 #include "verity.h"
69 #include "super.h"
70 #include "orphan.h"
71 #include "backref.h"
72 #include "raid-stripe-tree.h"
73
74 struct btrfs_iget_args {
75         u64 ino;
76         struct btrfs_root *root;
77 };
78
79 struct btrfs_dio_data {
80         ssize_t submitted;
81         struct extent_changeset *data_reserved;
82         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
83         bool data_space_reserved;
84         bool nocow_done;
85 };
86
87 struct btrfs_dio_private {
88         /* Range of I/O */
89         u64 file_offset;
90         u32 bytes;
91
92         /* This must be last */
93         struct btrfs_bio bbio;
94 };
95
96 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
97
98 struct btrfs_rename_ctx {
99         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
100         u64 index;
101 };
102
103 /*
104  * Used by data_reloc_print_warning_inode() to pass needed info for filename
105  * resolution and output of error message.
106  */
107 struct data_reloc_warn {
108         struct btrfs_path path;
109         struct btrfs_fs_info *fs_info;
110         u64 extent_item_size;
111         u64 logical;
112         int mirror_num;
113 };
114
115 /*
116  * For the file_extent_tree, we want to hold the inode lock when we lookup and
117  * update the disk_i_size, but lockdep will complain because our io_tree we hold
118  * the tree lock and get the inode lock when setting delalloc. These two things
119  * are unrelated, so make a class for the file_extent_tree so we don't get the
120  * two locking patterns mixed up.
121  */
122 static struct lock_class_key file_extent_tree_class;
123
124 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
125 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
126 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
127 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
128 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
129 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
130
131 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
132
133 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
134 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
135
136 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
137                                      struct page *locked_page, u64 start,
138                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
139                                      bool pages_dirty);
140 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
141                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
142                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
143                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
144                                        int type);
145
146 static int data_reloc_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
147                                           u64 root, void *warn_ctx)
148 {
149         struct data_reloc_warn *warn = warn_ctx;
150         struct btrfs_fs_info *fs_info = warn->fs_info;
151         struct extent_buffer *eb;
152         struct btrfs_inode_item *inode_item;
153         struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
154         struct btrfs_root *local_root;
155         struct btrfs_key key;
156         unsigned int nofs_flag;
157         u32 nlink;
158         int ret;
159
160         local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
161         if (IS_ERR(local_root)) {
162                 ret = PTR_ERR(local_root);
163                 goto err;
164         }
165
166         /* This makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff). */
167         key.objectid = inum;
168         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
169         key.offset = 0;
170
171         ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, &warn->path, 0, 0);
172         if (ret) {
173                 btrfs_put_root(local_root);
174                 btrfs_release_path(&warn->path);
175                 goto err;
176         }
177
178         eb = warn->path.nodes[0];
179         inode_item = btrfs_item_ptr(eb, warn->path.slots[0], struct btrfs_inode_item);
180         nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
181         btrfs_release_path(&warn->path);
182
183         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
184         ipath = init_ipath(4096, local_root, &warn->path);
185         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
186         if (IS_ERR(ipath)) {
187                 btrfs_put_root(local_root);
188                 ret = PTR_ERR(ipath);
189                 ipath = NULL;
190                 /*
191                  * -ENOMEM, not a critical error, just output an generic error
192                  * without filename.
193                  */
194                 btrfs_warn(fs_info,
195 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu, inode %llu offset %llu",
196                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset);
197                 return ret;
198         }
199         ret = paths_from_inode(inum, ipath);
200         if (ret < 0)
201                 goto err;
202
203         /*
204          * We deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
205          * hold all of the paths here
206          */
207         for (int i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; i++) {
208                 btrfs_warn(fs_info,
209 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
210                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset,
211                            fs_info->sectorsize, nlink,
212                            (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);
213         }
214
215         btrfs_put_root(local_root);
216         free_ipath(ipath);
217         return 0;
218
219 err:
220         btrfs_warn(fs_info,
221 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu, path resolving failed with ret=%d",
222                    warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset, ret);
223
224         free_ipath(ipath);
225         return ret;
226 }
227
228 /*
229  * Do extra user-friendly error output (e.g. lookup all the affected files).
230  *
231  * Return true if we succeeded doing the backref lookup.
232  * Return false if such lookup failed, and has to fallback to the old error message.
233  */
234 static void print_data_reloc_error(const struct btrfs_inode *inode, u64 file_off,
235                                    const u8 *csum, const u8 *csum_expected,
236                                    int mirror_num)
237 {
238         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
239         struct btrfs_path path = { 0 };
240         struct btrfs_key found_key = { 0 };
241         struct extent_buffer *eb;
242         struct btrfs_extent_item *ei;
243         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
244         u64 logical;
245         u64 flags;
246         u32 item_size;
247         int ret;
248
249         mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
250         logical = btrfs_get_reloc_bg_bytenr(fs_info);
251         mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
252
253         if (logical == U64_MAX) {
254                 btrfs_warn_rl(fs_info, "has data reloc tree but no running relocation");
255                 btrfs_warn_rl(fs_info,
256 "csum failed root %lld ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
257                         inode->root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), file_off,
258                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
259                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
260                         mirror_num);
261                 return;
262         }
263
264         logical += file_off;
265         btrfs_warn_rl(fs_info,
266 "csum failed root %lld ino %llu off %llu logical %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
267                         inode->root->root_key.objectid,
268                         btrfs_ino(inode), file_off, logical,
269                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
270                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
271                         mirror_num);
272
273         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, &path, &found_key, &flags);
274         if (ret < 0) {
275                 btrfs_err_rl(fs_info, "failed to lookup extent item for logical %llu: %d",
276                              logical, ret);
277                 return;
278         }
279         eb = path.nodes[0];
280         ei = btrfs_item_ptr(eb, path.slots[0], struct btrfs_extent_item);
281         item_size = btrfs_item_size(eb, path.slots[0]);
282         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
283                 unsigned long ptr = 0;
284                 u64 ref_root;
285                 u8 ref_level;
286
287                 while (true) {
288                         ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
289                                                       item_size, &ref_root,
290                                                       &ref_level);
291                         if (ret < 0) {
292                                 btrfs_warn_rl(fs_info,
293                                 "failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
294                                               logical, ret);
295                                 break;
296                         }
297                         if (ret > 0)
298                                 break;
299
300                         btrfs_warn_rl(fs_info,
301 "csum error at logical %llu mirror %u: metadata %s (level %d) in tree %llu",
302                                 logical, mirror_num,
303                                 (ref_level ? "node" : "leaf"),
304                                 ref_level, ref_root);
305                 }
306                 btrfs_release_path(&path);
307         } else {
308                 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };
309                 struct data_reloc_warn reloc_warn = { 0 };
310
311                 btrfs_release_path(&path);
312
313                 ctx.bytenr = found_key.objectid;
314                 ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
315                 ctx.fs_info = fs_info;
316
317                 reloc_warn.logical = logical;
318                 reloc_warn.extent_item_size = found_key.offset;
319                 reloc_warn.mirror_num = mirror_num;
320                 reloc_warn.fs_info = fs_info;
321
322                 iterate_extent_inodes(&ctx, true,
323                                       data_reloc_print_warning_inode, &reloc_warn);
324         }
325 }
326
327 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
328                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
329 {
330         struct btrfs_root *root = inode->root;
331         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
332
333         /* For data reloc tree, it's better to do a backref lookup instead. */
334         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
335                 return print_data_reloc_error(inode, logical_start, csum,
336                                               csum_expected, mirror_num);
337
338         /* Output without objectid, which is more meaningful */
339         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
340                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
341 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
342                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
343                         logical_start,
344                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
345                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
346                         mirror_num);
347         } else {
348                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
349 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
350                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
351                         logical_start,
352                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
353                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
354                         mirror_num);
355         }
356 }
357
358 /*
359  * Lock inode i_rwsem based on arguments passed.
360  *
361  * ilock_flags can have the following bit set:
362  *
363  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
364  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
365  *                   return -EAGAIN
366  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
367  */
368 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
369 {
370         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
371                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
372                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
373                                 return -EAGAIN;
374                         else
375                                 return 0;
376                 }
377                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
378         } else {
379                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
380                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
381                                 return -EAGAIN;
382                         else
383                                 return 0;
384                 }
385                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
386         }
387         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
388                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
389         return 0;
390 }
391
392 /*
393  * Unock inode i_rwsem.
394  *
395  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
396  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
397  */
398 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
399 {
400         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
401                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
402         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
403                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
404         else
405                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
406 }
407
408 /*
409  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
410  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
411  *
412  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
413  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
414  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
415  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
416  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
417  */
418 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
419                                                  struct page *locked_page,
420                                                  u64 offset, u64 bytes)
421 {
422         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
423         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
424         u64 page_start = 0, page_end = 0;
425         struct page *page;
426
427         if (locked_page) {
428                 page_start = page_offset(locked_page);
429                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
430         }
431
432         while (index <= end_index) {
433                 /*
434                  * For locked page, we will call btrfs_mark_ordered_io_finished
435                  * through btrfs_mark_ordered_io_finished() on it
436                  * in run_delalloc_range() for the error handling, which will
437                  * clear page Ordered and run the ordered extent accounting.
438                  *
439                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
440                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
441                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
442                  */
443                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
444                         index++;
445                         continue;
446                 }
447                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
448                 index++;
449                 if (!page)
450                         continue;
451
452                 /*
453                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
454                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
455                  * the ordered extent accounting for the range.
456                  */
457                 btrfs_folio_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info,
458                                                 page_folio(page), offset, bytes);
459                 put_page(page);
460         }
461
462         if (locked_page) {
463                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
464                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
465                         return;
466                 /*
467                  * In case this page belongs to the delalloc range being
468                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
469                  * going to be properly cleaned up by the caller of
470                  * run_delalloc_range
471                  */
472                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
473                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
474                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
475                 }
476         }
477
478         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
479 }
480
481 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
482
483 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
484                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
485 {
486         int err;
487
488         if (args->default_acl) {
489                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
490                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
491                 if (err)
492                         return err;
493         }
494         if (args->acl) {
495                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
496                 if (err)
497                         return err;
498         }
499         if (!args->default_acl && !args->acl)
500                 cache_no_acl(args->inode);
501         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
502                                          &args->dentry->d_name);
503 }
504
505 /*
506  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
507  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
508  * no overlapping inline items exist in the btree
509  */
510 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
511                                 struct btrfs_path *path,
512                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
513                                 size_t size, size_t compressed_size,
514                                 int compress_type,
515                                 struct page **compressed_pages,
516                                 bool update_i_size)
517 {
518         struct btrfs_root *root = inode->root;
519         struct extent_buffer *leaf;
520         struct page *page = NULL;
521         char *kaddr;
522         unsigned long ptr;
523         struct btrfs_file_extent_item *ei;
524         int ret;
525         size_t cur_size = size;
526         u64 i_size;
527
528         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
529                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
530
531         if (compressed_size && compressed_pages)
532                 cur_size = compressed_size;
533
534         if (!extent_inserted) {
535                 struct btrfs_key key;
536                 size_t datasize;
537
538                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
539                 key.offset = 0;
540                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
541
542                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
543                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
544                                               datasize);
545                 if (ret)
546                         goto fail;
547         }
548         leaf = path->nodes[0];
549         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
550                             struct btrfs_file_extent_item);
551         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
552         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
553         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
554         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
555         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
556         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
557
558         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
559                 struct page *cpage;
560                 int i = 0;
561                 while (compressed_size > 0) {
562                         cpage = compressed_pages[i];
563                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
564                                        PAGE_SIZE);
565
566                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
567                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
568                         kunmap_local(kaddr);
569
570                         i++;
571                         ptr += cur_size;
572                         compressed_size -= cur_size;
573                 }
574                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
575                                                   compress_type);
576         } else {
577                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
578                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
579                 kaddr = kmap_local_page(page);
580                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
581                 kunmap_local(kaddr);
582                 put_page(page);
583         }
584         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
585         btrfs_release_path(path);
586
587         /*
588          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
589          * sake.
590          */
591         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
592                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
593         if (ret)
594                 goto fail;
595
596         /*
597          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
598          * without locking a page we already have locked.
599          *
600          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
601          * Otherwise we could end up racing with unlink.
602          */
603         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
604         if (update_i_size && size > i_size) {
605                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
606                 i_size = size;
607         }
608         inode->disk_i_size = i_size;
609
610 fail:
611         return ret;
612 }
613
614
615 /*
616  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
617  * does the checks required to make sure the data is small enough
618  * to fit as an inline extent.
619  */
620 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
621                                           size_t compressed_size,
622                                           int compress_type,
623                                           struct page **compressed_pages,
624                                           bool update_i_size)
625 {
626         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
627         struct btrfs_root *root = inode->root;
628         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
629         struct btrfs_trans_handle *trans;
630         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
631         int ret;
632         struct btrfs_path *path;
633
634         /*
635          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
636          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
637          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
638          * size.
639          */
640         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
641             size > fs_info->sectorsize ||
642             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
643             data_len > fs_info->max_inline)
644                 return 1;
645
646         path = btrfs_alloc_path();
647         if (!path)
648                 return -ENOMEM;
649
650         trans = btrfs_join_transaction(root);
651         if (IS_ERR(trans)) {
652                 btrfs_free_path(path);
653                 return PTR_ERR(trans);
654         }
655         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
656
657         drop_args.path = path;
658         drop_args.start = 0;
659         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
660         drop_args.drop_cache = true;
661         drop_args.replace_extent = true;
662         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
663         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
664         if (ret) {
665                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
666                 goto out;
667         }
668
669         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
670                                    size, compressed_size, compress_type,
671                                    compressed_pages, update_i_size);
672         if (ret && ret != -ENOSPC) {
673                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
674                 goto out;
675         } else if (ret == -ENOSPC) {
676                 ret = 1;
677                 goto out;
678         }
679
680         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
681         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
682         if (ret && ret != -ENOSPC) {
683                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
684                 goto out;
685         } else if (ret == -ENOSPC) {
686                 ret = 1;
687                 goto out;
688         }
689
690         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
691 out:
692         /*
693          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
694          * it won't count as data extent, free them directly here.
695          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
696          * just free one page here.
697          */
698         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE, NULL);
699         btrfs_free_path(path);
700         btrfs_end_transaction(trans);
701         return ret;
702 }
703
704 struct async_extent {
705         u64 start;
706         u64 ram_size;
707         u64 compressed_size;
708         struct page **pages;
709         unsigned long nr_pages;
710         int compress_type;
711         struct list_head list;
712 };
713
714 struct async_chunk {
715         struct btrfs_inode *inode;
716         struct page *locked_page;
717         u64 start;
718         u64 end;
719         blk_opf_t write_flags;
720         struct list_head extents;
721         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
722         struct btrfs_work work;
723         struct async_cow *async_cow;
724 };
725
726 struct async_cow {
727         atomic_t num_chunks;
728         struct async_chunk chunks[];
729 };
730
731 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
732                                      u64 start, u64 ram_size,
733                                      u64 compressed_size,
734                                      struct page **pages,
735                                      unsigned long nr_pages,
736                                      int compress_type)
737 {
738         struct async_extent *async_extent;
739
740         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
741         if (!async_extent)
742                 return -ENOMEM;
743         async_extent->start = start;
744         async_extent->ram_size = ram_size;
745         async_extent->compressed_size = compressed_size;
746         async_extent->pages = pages;
747         async_extent->nr_pages = nr_pages;
748         async_extent->compress_type = compress_type;
749         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
750         return 0;
751 }
752
753 /*
754  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
755  * options, defragmentation, properties or heuristics.
756  */
757 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
758                                       u64 end)
759 {
760         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
761
762         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
763                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
764                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
765                         btrfs_ino(inode));
766                 return 0;
767         }
768         /*
769          * Special check for subpage.
770          *
771          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
772          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
773          *
774          * 0            32K             64K
775          * |    |///////|       |///////|
776          *              \- A            \- B
777          *
778          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
779          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
780          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
781          *
782          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
783          * if the range is fully page aligned.
784          *
785          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
786          * the tailing partial page will be locked until the full compression
787          * finishes, delaying the write of other range.
788          *
789          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
790          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
791          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
792          * will unlock the full page.
793          */
794         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
795                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
796                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
797                         return 0;
798         }
799
800         /* force compress */
801         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
802                 return 1;
803         /* defrag ioctl */
804         if (inode->defrag_compress)
805                 return 1;
806         /* bad compression ratios */
807         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
808                 return 0;
809         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
810             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
811             inode->prop_compress)
812                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
813         return 0;
814 }
815
816 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
817                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
818 {
819         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
820         if (num_bytes < small_write &&
821             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
822                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
823 }
824
825 /*
826  * Work queue call back to started compression on a file and pages.
827  *
828  * This is done inside an ordered work queue, and the compression is spread
829  * across many cpus.  The actual IO submission is step two, and the ordered work
830  * queue takes care of making sure that happens in the same order things were
831  * put onto the queue by writepages and friends.
832  *
833  * If this code finds it can't get good compression, it puts an entry onto the
834  * work queue to write the uncompressed bytes.  This makes sure that both
835  * compressed inodes and uncompressed inodes are written in the same order that
836  * the flusher thread sent them down.
837  */
838 static void compress_file_range(struct btrfs_work *work)
839 {
840         struct async_chunk *async_chunk =
841                 container_of(work, struct async_chunk, work);
842         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
843         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
844         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
845         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
846         u64 start = async_chunk->start;
847         u64 end = async_chunk->end;
848         u64 actual_end;
849         u64 i_size;
850         int ret = 0;
851         struct page **pages;
852         unsigned long nr_pages;
853         unsigned long total_compressed = 0;
854         unsigned long total_in = 0;
855         unsigned int poff;
856         int i;
857         int compress_type = fs_info->compress_type;
858
859         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
860
861         /*
862          * We need to call clear_page_dirty_for_io on each page in the range.
863          * Otherwise applications with the file mmap'd can wander in and change
864          * the page contents while we are compressing them.
865          */
866         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
867
868         /*
869          * We need to save i_size before now because it could change in between
870          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
871          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
872          * later on.
873          *
874          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
875          * does that for us.
876          */
877         barrier();
878         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
879         barrier();
880         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
881 again:
882         pages = NULL;
883         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
884         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
885
886         /*
887          * we don't want to send crud past the end of i_size through
888          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
889          * end of the file is before the start of our current
890          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
891          * cleanup code that can deal with all of this.
892          *
893          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
894          * very uncommon corner.
895          */
896         if (actual_end <= start)
897                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
898
899         total_compressed = actual_end - start;
900
901         /*
902          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
903          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
904          */
905         if (total_compressed <= blocksize &&
906            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
907                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
908
909         /*
910          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
911          * aligned range.
912          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
913          */
914         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
915                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
916                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
917                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
918         }
919
920         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
921                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
922         total_in = 0;
923         ret = 0;
924
925         /*
926          * We do compression for mount -o compress and when the inode has not
927          * been flagged as NOCOMPRESS.  This flag can change at any time if we
928          * discover bad compression ratios.
929          */
930         if (!inode_need_compress(inode, start, end))
931                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
932
933         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
934         if (!pages) {
935                 /*
936                  * Memory allocation failure is not a fatal error, we can fall
937                  * back to uncompressed code.
938                  */
939                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
940         }
941
942         if (inode->defrag_compress)
943                 compress_type = inode->defrag_compress;
944         else if (inode->prop_compress)
945                 compress_type = inode->prop_compress;
946
947         /* Compression level is applied here. */
948         ret = btrfs_compress_pages(compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
949                                    mapping, start, pages, &nr_pages, &total_in,
950                                    &total_compressed);
951         if (ret)
952                 goto mark_incompressible;
953
954         /*
955          * Zero the tail end of the last page, as we might be sending it down
956          * to disk.
957          */
958         poff = offset_in_page(total_compressed);
959         if (poff)
960                 memzero_page(pages[nr_pages - 1], poff, PAGE_SIZE - poff);
961
962         /*
963          * Try to create an inline extent.
964          *
965          * If we didn't compress the entire range, try to create an uncompressed
966          * inline extent, else a compressed one.
967          *
968          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
969          * extent for the subpage case.
970          */
971         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
972                 if (total_in < actual_end) {
973                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
974                                                     BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL,
975                                                     false);
976                 } else {
977                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
978                                                     total_compressed,
979                                                     compress_type, pages,
980                                                     false);
981                 }
982                 if (ret <= 0) {
983                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
984                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
985                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
986
987                         if (ret < 0)
988                                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
989
990                         /*
991                          * inline extent creation worked or returned error,
992                          * we don't need to create any more async work items.
993                          * Unlock and free up our temp pages.
994                          *
995                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
996                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
997                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
998                          * range.
999                          */
1000                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1001                                                      NULL,
1002                                                      clear_flags,
1003                                                      PAGE_UNLOCK |
1004                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
1005                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1006                         goto free_pages;
1007                 }
1008         }
1009
1010         /*
1011          * We aren't doing an inline extent. Round the compressed size up to a
1012          * block size boundary so the allocator does sane things.
1013          */
1014         total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
1015
1016         /*
1017          * One last check to make sure the compression is really a win, compare
1018          * the page count read with the blocks on disk, compression must free at
1019          * least one sector.
1020          */
1021         total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
1022         if (total_compressed + blocksize > total_in)
1023                 goto mark_incompressible;
1024
1025         /*
1026          * The async work queues will take care of doing actual allocation on
1027          * disk for these compressed pages, and will submit the bios.
1028          */
1029         ret = add_async_extent(async_chunk, start, total_in, total_compressed, pages,
1030                                nr_pages, compress_type);
1031         BUG_ON(ret);
1032         if (start + total_in < end) {
1033                 start += total_in;
1034                 cond_resched();
1035                 goto again;
1036         }
1037         return;
1038
1039 mark_incompressible:
1040         if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) && !inode->prop_compress)
1041                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
1042 cleanup_and_bail_uncompressed:
1043         ret = add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
1044                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1045         BUG_ON(ret);
1046 free_pages:
1047         if (pages) {
1048                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1049                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
1050                         btrfs_free_compr_page(pages[i]);
1051                 }
1052                 kfree(pages);
1053         }
1054 }
1055
1056 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
1057 {
1058         int i;
1059
1060         if (!async_extent->pages)
1061                 return;
1062
1063         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
1064                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
1065                 btrfs_free_compr_page(async_extent->pages[i]);
1066         }
1067         kfree(async_extent->pages);
1068         async_extent->nr_pages = 0;
1069         async_extent->pages = NULL;
1070 }
1071
1072 static void submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
1073                                       struct async_extent *async_extent,
1074                                       struct page *locked_page)
1075 {
1076         u64 start = async_extent->start;
1077         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1078         int ret;
1079         struct writeback_control wbc = {
1080                 .sync_mode              = WB_SYNC_ALL,
1081                 .range_start            = start,
1082                 .range_end              = end,
1083                 .no_cgroup_owner        = 1,
1084         };
1085
1086         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, &inode->vfs_inode);
1087         ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, &wbc, false);
1088         wbc_detach_inode(&wbc);
1089         if (ret < 0) {
1090                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
1091                 if (locked_page) {
1092                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
1093
1094                         set_page_writeback(locked_page);
1095                         end_page_writeback(locked_page);
1096                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, locked_page,
1097                                                        page_start, PAGE_SIZE,
1098                                                        !ret);
1099                         mapping_set_error(locked_page->mapping, ret);
1100                         unlock_page(locked_page);
1101                 }
1102         }
1103 }
1104
1105 static void submit_one_async_extent(struct async_chunk *async_chunk,
1106                                     struct async_extent *async_extent,
1107                                     u64 *alloc_hint)
1108 {
1109         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1110         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1111         struct btrfs_root *root = inode->root;
1112         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1113         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1114         struct btrfs_key ins;
1115         struct page *locked_page = NULL;
1116         struct extent_map *em;
1117         int ret = 0;
1118         u64 start = async_extent->start;
1119         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1120
1121         if (async_chunk->blkcg_css)
1122                 kthread_associate_blkcg(async_chunk->blkcg_css);
1123
1124         /*
1125          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
1126          * handle it.
1127          */
1128         if (async_chunk->locked_page) {
1129                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
1130                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
1131
1132                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
1133                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1134         }
1135         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1136
1137         if (async_extent->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1138                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1139                 goto done;
1140         }
1141
1142         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1143                                    async_extent->compressed_size,
1144                                    async_extent->compressed_size,
1145                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1146         if (ret) {
1147                 /*
1148                  * We can't reserve contiguous space for the compressed size.
1149                  * Unlikely, but it's possible that we could have enough
1150                  * non-contiguous space for the uncompressed size instead.  So
1151                  * fall back to uncompressed.
1152                  */
1153                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1154                 goto done;
1155         }
1156
1157         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1158         em = create_io_em(inode, start,
1159                           async_extent->ram_size,       /* len */
1160                           start,                        /* orig_start */
1161                           ins.objectid,                 /* block_start */
1162                           ins.offset,                   /* block_len */
1163                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1164                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1165                           async_extent->compress_type,
1166                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1167         if (IS_ERR(em)) {
1168                 ret = PTR_ERR(em);
1169                 goto out_free_reserve;
1170         }
1171         free_extent_map(em);
1172
1173         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start,      /* file_offset */
1174                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1175                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1176                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1177                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1178                                        0,                       /* offset */
1179                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1180                                        async_extent->compress_type);
1181         if (IS_ERR(ordered)) {
1182                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1183                 ret = PTR_ERR(ordered);
1184                 goto out_free_reserve;
1185         }
1186         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1187
1188         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1189         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1190                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1191                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1192         btrfs_submit_compressed_write(ordered,
1193                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1194                             async_extent->nr_pages,
1195                             async_chunk->write_flags, true);
1196         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1197 done:
1198         if (async_chunk->blkcg_css)
1199                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1200         kfree(async_extent);
1201         return;
1202
1203 out_free_reserve:
1204         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1205         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1206         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, -EIO);
1207         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1208                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1209                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1210                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1211                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1212                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1213         free_async_extent_pages(async_extent);
1214         if (async_chunk->blkcg_css)
1215                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1216         btrfs_debug(fs_info,
1217 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1218                     root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), start,
1219                     async_extent->ram_size, ret);
1220         kfree(async_extent);
1221 }
1222
1223 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1224                                       u64 num_bytes)
1225 {
1226         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1227         struct extent_map *em;
1228         u64 alloc_hint = 0;
1229
1230         read_lock(&em_tree->lock);
1231         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1232         if (em) {
1233                 /*
1234                  * if block start isn't an actual block number then find the
1235                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1236                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1237                  */
1238                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1239                         free_extent_map(em);
1240                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1241                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1242                                 alloc_hint = em->block_start;
1243                         if (em)
1244                                 free_extent_map(em);
1245                 } else {
1246                         alloc_hint = em->block_start;
1247                         free_extent_map(em);
1248                 }
1249         }
1250         read_unlock(&em_tree->lock);
1251
1252         return alloc_hint;
1253 }
1254
1255 /*
1256  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1257  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1258  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1259  * in ram to track those extents.
1260  *
1261  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1262  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1263  *
1264  * When this function fails, it unlocks all pages except @locked_page.
1265  *
1266  * When this function successfully creates an inline extent, it returns 1 and
1267  * unlocks all pages including locked_page and starts I/O on them.
1268  * (In reality inline extents are limited to a single page, so locked_page is
1269  * the only page handled anyway).
1270  *
1271  * When this function succeed and creates a normal extent, the page locking
1272  * status depends on the passed in flags:
1273  *
1274  * - If @keep_locked is set, all pages are kept locked.
1275  * - Else all pages except for @locked_page are unlocked.
1276  *
1277  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1278  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1279  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1280  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1281  * example.
1282  */
1283 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1284                                    struct page *locked_page, u64 start, u64 end,
1285                                    u64 *done_offset,
1286                                    bool keep_locked, bool no_inline)
1287 {
1288         struct btrfs_root *root = inode->root;
1289         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1290         u64 alloc_hint = 0;
1291         u64 orig_start = start;
1292         u64 num_bytes;
1293         unsigned long ram_size;
1294         u64 cur_alloc_size = 0;
1295         u64 min_alloc_size;
1296         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1297         struct btrfs_key ins;
1298         struct extent_map *em;
1299         unsigned clear_bits;
1300         unsigned long page_ops;
1301         bool extent_reserved = false;
1302         int ret = 0;
1303
1304         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1305                 ret = -EINVAL;
1306                 goto out_unlock;
1307         }
1308
1309         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1310         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1311         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1312
1313         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1314
1315         /*
1316          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1317          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1318          * is doing more writeback than what we want.
1319          *
1320          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1321          * where we only increase i_size after everything is done.
1322          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1323          * So here we skip inline extent creation completely.
1324          */
1325         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE && !no_inline) {
1326                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1327                                        end + 1);
1328
1329                 /* lets try to make an inline extent */
1330                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1331                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1332                 if (ret == 0) {
1333                         /*
1334                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1335                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1336                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1337                          * range.
1338                          */
1339                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1340                                      locked_page,
1341                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1342                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1343                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1344                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1345                         /*
1346                          * locked_page is locked by the caller of
1347                          * writepage_delalloc(), not locked by
1348                          * __process_pages_contig().
1349                          *
1350                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1351                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1352                          *
1353                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1354                          * can't determine if it's an inline extent or a
1355                          * compressed extent.
1356                          */
1357                         unlock_page(locked_page);
1358                         ret = 1;
1359                         goto done;
1360                 } else if (ret < 0) {
1361                         goto out_unlock;
1362                 }
1363         }
1364
1365         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1366
1367         /*
1368          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1369          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1370          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1371          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1372          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1373          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1374          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1375          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1376          * items.
1377          */
1378         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1379                 min_alloc_size = num_bytes;
1380         else
1381                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1382
1383         while (num_bytes > 0) {
1384                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1385
1386                 cur_alloc_size = num_bytes;
1387                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1388                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1389                                            &ins, 1, 1);
1390                 if (ret == -EAGAIN) {
1391                         /*
1392                          * btrfs_reserve_extent only returns -EAGAIN for zoned
1393                          * file systems, which is an indication that there are
1394                          * no active zones to allocate from at the moment.
1395                          *
1396                          * If this is the first loop iteration, wait for at
1397                          * least one zone to finish before retrying the
1398                          * allocation.  Otherwise ask the caller to write out
1399                          * the already allocated blocks before coming back to
1400                          * us, or return -ENOSPC if it can't handle retries.
1401                          */
1402                         ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
1403                         if (start == orig_start) {
1404                                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1405                                                BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1406                                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1407                                 continue;
1408                         }
1409                         if (done_offset) {
1410                                 *done_offset = start - 1;
1411                                 return 0;
1412                         }
1413                         ret = -ENOSPC;
1414                 }
1415                 if (ret < 0)
1416                         goto out_unlock;
1417                 cur_alloc_size = ins.offset;
1418                 extent_reserved = true;
1419
1420                 ram_size = ins.offset;
1421                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1422                                   start, /* orig_start */
1423                                   ins.objectid, /* block_start */
1424                                   ins.offset, /* block_len */
1425                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1426                                   ram_size, /* ram_bytes */
1427                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1428                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1429                 if (IS_ERR(em)) {
1430                         ret = PTR_ERR(em);
1431                         goto out_reserve;
1432                 }
1433                 free_extent_map(em);
1434
1435                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, ram_size,
1436                                         ram_size, ins.objectid, cur_alloc_size,
1437                                         0, 1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1438                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1439                 if (IS_ERR(ordered)) {
1440                         ret = PTR_ERR(ordered);
1441                         goto out_drop_extent_cache;
1442                 }
1443
1444                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1445                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
1446
1447                         /*
1448                          * Only drop cache here, and process as normal.
1449                          *
1450                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1451                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1452                          * extent, as its meta should be freed by
1453                          * btrfs_finish_ordered_io().
1454                          *
1455                          * So we must continue until @start is increased to
1456                          * skip current ordered extent.
1457                          */
1458                         if (ret)
1459                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1460                                                             start + ram_size - 1,
1461                                                             false);
1462                 }
1463                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1464
1465                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1466
1467                 /*
1468                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1469                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1470                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1471                  *
1472                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1473                  * properly setup for writepage.
1474                  */
1475                 page_ops = (keep_locked ? 0 : PAGE_UNLOCK);
1476                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1477
1478                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1479                                              locked_page,
1480                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1481                                              page_ops);
1482                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1483                         num_bytes = 0;
1484                 else
1485                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1486                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1487                 start += cur_alloc_size;
1488                 extent_reserved = false;
1489
1490                 /*
1491                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1492                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1493                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1494                  */
1495                 if (ret)
1496                         goto out_unlock;
1497         }
1498 done:
1499         if (done_offset)
1500                 *done_offset = end;
1501         return ret;
1502
1503 out_drop_extent_cache:
1504         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1505 out_reserve:
1506         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1507         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1508 out_unlock:
1509         /*
1510          * Now, we have three regions to clean up:
1511          *
1512          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1513          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1514          *
1515          * We process each region below.
1516          */
1517
1518         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1519                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1520         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1521
1522         /*
1523          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1524          * for this region. They are cleaned up by
1525          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1526          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1527          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1528          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1529          * function.
1530          *
1531          * However, in case of @keep_locked, we still need to unlock the pages
1532          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1533          */
1534         if (keep_locked && orig_start < start) {
1535                 if (!locked_page)
1536                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1537                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1538                                              locked_page, 0, page_ops);
1539         }
1540
1541         /*
1542          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1543          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1544          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1545          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1546          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1547          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1548          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1549          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1550          */
1551         if (extent_reserved) {
1552                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1553                                              start + cur_alloc_size - 1,
1554                                              locked_page,
1555                                              clear_bits,
1556                                              page_ops);
1557                 start += cur_alloc_size;
1558         }
1559
1560         /*
1561          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1562          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1563          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1564          * btrfs_check_data_free_space().
1565          */
1566         if (start < end) {
1567                 clear_bits |= EXTENT_CLEAR_DATA_RESV;
1568                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1569                                              clear_bits, page_ops);
1570         }
1571         return ret;
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1576  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1577  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1578  *
1579  * If called with @do_free == true then it'll try to finish the work and free
1580  * the work struct eventually.
1581  */
1582 static noinline void submit_compressed_extents(struct btrfs_work *work, bool do_free)
1583 {
1584         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1585                                                      work);
1586         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1587         struct async_extent *async_extent;
1588         unsigned long nr_pages;
1589         u64 alloc_hint = 0;
1590
1591         if (do_free) {
1592                 struct async_chunk *async_chunk;
1593                 struct async_cow *async_cow;
1594
1595                 async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1596                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1597                 if (async_chunk->blkcg_css)
1598                         css_put(async_chunk->blkcg_css);
1599
1600                 async_cow = async_chunk->async_cow;
1601                 if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1602                         kvfree(async_cow);
1603                 return;
1604         }
1605
1606         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1607                 PAGE_SHIFT;
1608
1609         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1610                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1611                                           struct async_extent, list);
1612                 list_del(&async_extent->list);
1613                 submit_one_async_extent(async_chunk, async_extent, &alloc_hint);
1614         }
1615
1616         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1617         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1618             5 * SZ_1M)
1619                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1620 }
1621
1622 static bool run_delalloc_compressed(struct btrfs_inode *inode,
1623                                     struct page *locked_page, u64 start,
1624                                     u64 end, struct writeback_control *wbc)
1625 {
1626         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1627         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1628         struct async_cow *ctx;
1629         struct async_chunk *async_chunk;
1630         unsigned long nr_pages;
1631         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1632         int i;
1633         unsigned nofs_flag;
1634         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1635
1636         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1637         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1638         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1639         if (!ctx)
1640                 return false;
1641
1642         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1643         set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1644
1645         async_chunk = ctx->chunks;
1646         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1647
1648         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1649                 u64 cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1650
1651                 /*
1652                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1653                  * lightweight reference for the callback lifetime
1654                  */
1655                 ihold(&inode->vfs_inode);
1656                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1657                 async_chunk[i].inode = inode;
1658                 async_chunk[i].start = start;
1659                 async_chunk[i].end = cur_end;
1660                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1661                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1662
1663                 /*
1664                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1665                  * the original page we were actually given.  As we spread
1666                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1667                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1668                  *
1669                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1670                  * to unlock it.
1671                  */
1672                 if (locked_page) {
1673                         /*
1674                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1675                          * might not go through async.  We want all of them to
1676                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1677                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1678                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1679                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1680                          * against the first page.
1681                          */
1682                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1683                                                  cur_end - start);
1684                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1685                         locked_page = NULL;
1686                 } else {
1687                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1688                 }
1689
1690                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1691                         css_get(blkcg_css);
1692                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1693                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1694                 } else {
1695                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1696                 }
1697
1698                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, compress_file_range,
1699                                 submit_compressed_extents);
1700
1701                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1702                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1703
1704                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1705
1706                 start = cur_end + 1;
1707         }
1708         return true;
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Run the delalloc range from start to end, and write back any dirty pages
1713  * covered by the range.
1714  */
1715 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
1716                                      struct page *locked_page, u64 start,
1717                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
1718                                      bool pages_dirty)
1719 {
1720         u64 done_offset = end;
1721         int ret;
1722
1723         while (start <= end) {
1724                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &done_offset,
1725                                      true, false);
1726                 if (ret)
1727                         return ret;
1728                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, locked_page, start,
1729                                           done_offset, wbc, pages_dirty);
1730                 start = done_offset + 1;
1731         }
1732
1733         return 1;
1734 }
1735
1736 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1737                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1738 {
1739         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1740         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1741         int ret;
1742         LIST_HEAD(list);
1743
1744         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1745                                       &list, 0, nowait);
1746         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1747                 return 0;
1748
1749         while (!list_empty(&list)) {
1750                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1751                 list_del(&sums->list);
1752                 kfree(sums);
1753         }
1754         if (ret < 0)
1755                 return ret;
1756         return 1;
1757 }
1758
1759 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1760                            const u64 start, const u64 end)
1761 {
1762         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1763         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1764         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1765         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1766         u64 range_start = start;
1767         u64 count;
1768         int ret;
1769
1770         /*
1771          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1772          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1773          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1774          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1775          * has the NOCOW bit set).
1776          *
1777          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1778          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1779          * scrub or relocation) we need to do the following:
1780          *
1781          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1782          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1783          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1784          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1785          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1786          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1787          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1788          *
1789          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1790          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1791          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1792          *    data space info, which we incremented in the step above.
1793          *
1794          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1795          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1796          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1797          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1798          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1799          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1800          * when starting writeback.
1801          */
1802         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1803                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1804         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1805                 u64 bytes = count;
1806                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1807                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1808
1809                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1810                         bytes = range_bytes;
1811
1812                 spin_lock(&sinfo->lock);
1813                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1814                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1815
1816                 if (count > 0)
1817                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1818                                          NULL);
1819         }
1820
1821         /*
1822          * Don't try to create inline extents, as a mix of inline extent that
1823          * is written out and unlocked directly and a normal NOCOW extent
1824          * doesn't work.
1825          */
1826         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL, false, true);
1827         ASSERT(ret != 1);
1828         return ret;
1829 }
1830
1831 struct can_nocow_file_extent_args {
1832         /* Input fields. */
1833
1834         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1835         u64 start;
1836         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1837         u64 end;
1838         bool writeback_path;
1839         bool strict;
1840         /*
1841          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1842          * anymore.
1843          */
1844         bool free_path;
1845
1846         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1847
1848         u64 disk_bytenr;
1849         u64 disk_num_bytes;
1850         u64 extent_offset;
1851         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1852         u64 num_bytes;
1853 };
1854
1855 /*
1856  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1857  * This function may return with the path released, so the caller should check
1858  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1859  *
1860  * Returns: < 0 on error
1861  *            0 if we can not NOCOW
1862  *            1 if we can NOCOW
1863  */
1864 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1865                                  struct btrfs_key *key,
1866                                  struct btrfs_inode *inode,
1867                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1868 {
1869         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1870         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1871         struct btrfs_root *root = inode->root;
1872         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1873         u64 extent_end;
1874         u8 extent_type;
1875         int can_nocow = 0;
1876         int ret = 0;
1877         bool nowait = path->nowait;
1878
1879         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1880         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1881
1882         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1883                 goto out;
1884
1885         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1886         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1887         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1888         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1889
1890         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1891             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1892                 goto out;
1893
1894         /*
1895          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1896          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1897          * hence we must COW.
1898          */
1899         if (!args->strict &&
1900             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1901             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1902                 goto out;
1903
1904         /* An explicit hole, must COW. */
1905         if (args->disk_bytenr == 0)
1906                 goto out;
1907
1908         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1909         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1910             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1911             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1912                 goto out;
1913
1914         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1915
1916         /*
1917          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1918          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1919          * blocking other tasks for too long.
1920          */
1921         btrfs_release_path(path);
1922
1923         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1924                                     key->offset - args->extent_offset,
1925                                     args->disk_bytenr, args->strict, path);
1926         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1927         if (ret != 0)
1928                 goto out;
1929
1930         if (args->free_path) {
1931                 /*
1932                  * We don't need the path anymore, plus through the
1933                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1934                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1935                  * memory usage.
1936                  */
1937                 btrfs_free_path(path);
1938                 path = NULL;
1939         }
1940
1941         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1942         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1943             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1944                 goto out;
1945
1946         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1947         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1948         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1949
1950         /*
1951          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1952          * given extent are either valid or do not exist.
1953          */
1954         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1955                                   nowait);
1956         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1957         if (ret != 0)
1958                 goto out;
1959
1960         can_nocow = 1;
1961  out:
1962         if (args->free_path && path)
1963                 btrfs_free_path(path);
1964
1965         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1966 }
1967
1968 /*
1969  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1970  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1971  *
1972  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1973  * blocks on disk
1974  */
1975 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1976                                        struct page *locked_page,
1977                                        const u64 start, const u64 end)
1978 {
1979         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1980         struct btrfs_root *root = inode->root;
1981         struct btrfs_path *path;
1982         u64 cow_start = (u64)-1;
1983         u64 cur_offset = start;
1984         int ret;
1985         bool check_prev = true;
1986         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1987         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1988
1989         /*
1990          * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but in case
1991          * of relocation on a zoned filesystem serializes I/O so that we're only
1992          * writing sequentially and can end up here as well.
1993          */
1994         ASSERT(!btrfs_is_zoned(fs_info) || btrfs_is_data_reloc_root(root));
1995
1996         path = btrfs_alloc_path();
1997         if (!path) {
1998                 ret = -ENOMEM;
1999                 goto error;
2000         }
2001
2002         nocow_args.end = end;
2003         nocow_args.writeback_path = true;
2004
2005         while (1) {
2006                 struct btrfs_block_group *nocow_bg = NULL;
2007                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2008                 struct btrfs_key found_key;
2009                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
2010                 struct extent_buffer *leaf;
2011                 u64 extent_end;
2012                 u64 ram_bytes;
2013                 u64 nocow_end;
2014                 int extent_type;
2015                 bool is_prealloc;
2016
2017                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
2018                                                cur_offset, 0);
2019                 if (ret < 0)
2020                         goto error;
2021
2022                 /*
2023                  * If there is no extent for our range when doing the initial
2024                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
2025                  * one containing the search offset
2026                  */
2027                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
2028                         leaf = path->nodes[0];
2029                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
2030                                               path->slots[0] - 1);
2031                         if (found_key.objectid == ino &&
2032                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2033                                 path->slots[0]--;
2034                 }
2035                 check_prev = false;
2036 next_slot:
2037                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
2038                 leaf = path->nodes[0];
2039                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2040                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2041                         if (ret < 0)
2042                                 goto error;
2043                         if (ret > 0)
2044                                 break;
2045                         leaf = path->nodes[0];
2046                 }
2047
2048                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2049
2050                 /* Didn't find anything for our INO */
2051                 if (found_key.objectid > ino)
2052                         break;
2053                 /*
2054                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2055                  * more extents for this inode
2056                  */
2057                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2058                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2059                         path->slots[0]++;
2060                         goto next_slot;
2061                 }
2062
2063                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2064                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2065                     found_key.offset > end)
2066                         break;
2067
2068                 /*
2069                  * If the found extent starts after requested offset, then
2070                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2071                  */
2072                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2073                         extent_end = found_key.offset;
2074                         extent_type = 0;
2075                         goto must_cow;
2076                 }
2077
2078                 /*
2079                  * Found extent which begins before our range and potentially
2080                  * intersect it
2081                  */
2082                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2083                                     struct btrfs_file_extent_item);
2084                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2085                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2086                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2087                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2088                         ret = -EUCLEAN;
2089                         goto error;
2090                 }
2091                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2092                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2093
2094                 /*
2095                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2096                  * the next extent.
2097                  */
2098                 if (extent_end <= cur_offset) {
2099                         path->slots[0]++;
2100                         goto next_slot;
2101                 }
2102
2103                 nocow_args.start = cur_offset;
2104                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2105                 if (ret < 0)
2106                         goto error;
2107                 if (ret == 0)
2108                         goto must_cow;
2109
2110                 ret = 0;
2111                 nocow_bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2112                 if (!nocow_bg) {
2113 must_cow:
2114                         /*
2115                          * If we can't perform NOCOW writeback for the range,
2116                          * then record the beginning of the range that needs to
2117                          * be COWed.  It will be written out before the next
2118                          * NOCOW range if we find one, or when exiting this
2119                          * loop.
2120                          */
2121                         if (cow_start == (u64)-1)
2122                                 cow_start = cur_offset;
2123                         cur_offset = extent_end;
2124                         if (cur_offset > end)
2125                                 break;
2126                         if (!path->nodes[0])
2127                                 continue;
2128                         path->slots[0]++;
2129                         goto next_slot;
2130                 }
2131
2132                 /*
2133                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2134                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2135                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2136                  */
2137                 if (cow_start != (u64)-1) {
2138                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2139                                               cow_start, found_key.offset - 1);
2140                         cow_start = (u64)-1;
2141                         if (ret) {
2142                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2143                                 goto error;
2144                         }
2145                 }
2146
2147                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2148                 is_prealloc = extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC;
2149                 if (is_prealloc) {
2150                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2151                         struct extent_map *em;
2152
2153                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2154                                           orig_start,
2155                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2156                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2157                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2158                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2159                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2160                         if (IS_ERR(em)) {
2161                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2162                                 ret = PTR_ERR(em);
2163                                 goto error;
2164                         }
2165                         free_extent_map(em);
2166                 }
2167
2168                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, cur_offset,
2169                                 nocow_args.num_bytes, nocow_args.num_bytes,
2170                                 nocow_args.disk_bytenr, nocow_args.num_bytes, 0,
2171                                 is_prealloc
2172                                 ? (1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
2173                                 : (1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW),
2174                                 BTRFS_COMPRESS_NONE);
2175                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2176                 if (IS_ERR(ordered)) {
2177                         if (is_prealloc) {
2178                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2179                                                             nocow_end, false);
2180                         }
2181                         ret = PTR_ERR(ordered);
2182                         goto error;
2183                 }
2184
2185                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2186                         /*
2187                          * Error handled later, as we must prevent
2188                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2189                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2190                          */
2191                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
2192                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2193
2194                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2195                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2196                                              EXTENT_DELALLOC |
2197                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2198                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2199
2200                 cur_offset = extent_end;
2201
2202                 /*
2203                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2204                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2205                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2206                  */
2207                 if (ret)
2208                         goto error;
2209                 if (cur_offset > end)
2210                         break;
2211         }
2212         btrfs_release_path(path);
2213
2214         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2215                 cow_start = cur_offset;
2216
2217         if (cow_start != (u64)-1) {
2218                 cur_offset = end;
2219                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end);
2220                 cow_start = (u64)-1;
2221                 if (ret)
2222                         goto error;
2223         }
2224
2225         btrfs_free_path(path);
2226         return 0;
2227
2228 error:
2229         /*
2230          * If an error happened while a COW region is outstanding, cur_offset
2231          * needs to be reset to cow_start to ensure the COW region is unlocked
2232          * as well.
2233          */
2234         if (cow_start != (u64)-1)
2235                 cur_offset = cow_start;
2236         if (cur_offset < end)
2237                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2238                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2239                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2240                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2241                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2242                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2243         btrfs_free_path(path);
2244         return ret;
2245 }
2246
2247 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2248 {
2249         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2250                 if (inode->defrag_bytes &&
2251                     test_range_bit_exists(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG))
2252                         return false;
2253                 return true;
2254         }
2255         return false;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2260  * being touched for the first time.
2261  */
2262 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2263                              u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc)
2264 {
2265         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2266         int ret;
2267
2268         /*
2269          * The range must cover part of the @locked_page, or a return of 1
2270          * can confuse the caller.
2271          */
2272         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2273                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2274
2275         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2276                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end);
2277                 goto out;
2278         }
2279
2280         if (btrfs_inode_can_compress(inode) &&
2281             inode_need_compress(inode, start, end) &&
2282             run_delalloc_compressed(inode, locked_page, start, end, wbc))
2283                 return 1;
2284
2285         if (zoned)
2286                 ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, wbc,
2287                                        true);
2288         else
2289                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL,
2290                                      false, false);
2291
2292 out:
2293         if (ret < 0)
2294                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2295                                               end - start + 1);
2296         return ret;
2297 }
2298
2299 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2300                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2301 {
2302         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2303         u64 size;
2304
2305         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2306
2307         /* not delalloc, ignore it */
2308         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2309                 return;
2310
2311         size = orig->end - orig->start + 1;
2312         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2313                 u32 num_extents;
2314                 u64 new_size;
2315
2316                 /*
2317                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2318                  * applies here, just in reverse.
2319                  */
2320                 new_size = orig->end - split + 1;
2321                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2322                 new_size = split - orig->start;
2323                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2324                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2325                         return;
2326         }
2327
2328         spin_lock(&inode->lock);
2329         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2330         spin_unlock(&inode->lock);
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2335  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2336  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2337  */
2338 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2339                                  struct extent_state *other)
2340 {
2341         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2342         u64 new_size, old_size;
2343         u32 num_extents;
2344
2345         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2346
2347         /* not delalloc, ignore it */
2348         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2349                 return;
2350
2351         if (new->start > other->start)
2352                 new_size = new->end - other->start + 1;
2353         else
2354                 new_size = other->end - new->start + 1;
2355
2356         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2357         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2358                 spin_lock(&inode->lock);
2359                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2360                 spin_unlock(&inode->lock);
2361                 return;
2362         }
2363
2364         /*
2365          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2366          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2367          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2368          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2369          *
2370          * [ 4k][MAX_SIZE]
2371          *
2372          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2373          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2374          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2375          *
2376          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2377          *
2378          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2379          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2380          * this case.
2381          */
2382         old_size = other->end - other->start + 1;
2383         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2384         old_size = new->end - new->start + 1;
2385         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2386         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2387                 return;
2388
2389         spin_lock(&inode->lock);
2390         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2391         spin_unlock(&inode->lock);
2392 }
2393
2394 static void btrfs_add_delalloc_inode(struct btrfs_inode *inode)
2395 {
2396         struct btrfs_root *root = inode->root;
2397         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2398
2399         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2400         ASSERT(list_empty(&inode->delalloc_inodes));
2401         list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2402         root->nr_delalloc_inodes++;
2403         if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2404                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2405                 ASSERT(list_empty(&root->delalloc_root));
2406                 list_add_tail(&root->delalloc_root, &fs_info->delalloc_roots);
2407                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2408         }
2409         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2410 }
2411
2412 void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_inode *inode)
2413 {
2414         struct btrfs_root *root = inode->root;
2415         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2416
2417         lockdep_assert_held(&root->delalloc_lock);
2418
2419         /*
2420          * We may be called after the inode was already deleted from the list,
2421          * namely in the transaction abort path btrfs_destroy_delalloc_inodes(),
2422          * and then later through btrfs_clear_delalloc_extent() while the inode
2423          * still has ->delalloc_bytes > 0.
2424          */
2425         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2426                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2427                 root->nr_delalloc_inodes--;
2428                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2429                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2430                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2431                         ASSERT(!list_empty(&root->delalloc_root));
2432                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2433                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2434                 }
2435         }
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2440  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2441  */
2442 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2443                                u32 bits)
2444 {
2445         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2446
2447         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2448
2449         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2450                 WARN_ON(1);
2451         /*
2452          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2453          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2454          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2455          */
2456         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2457                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2458                 u64 prev_delalloc_bytes;
2459                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2460
2461                 spin_lock(&inode->lock);
2462                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2463                 spin_unlock(&inode->lock);
2464
2465                 /* For sanity tests */
2466                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2467                         return;
2468
2469                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2470                                          fs_info->delalloc_batch);
2471                 spin_lock(&inode->lock);
2472                 prev_delalloc_bytes = inode->delalloc_bytes;
2473                 inode->delalloc_bytes += len;
2474                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2475                         inode->defrag_bytes += len;
2476                 spin_unlock(&inode->lock);
2477
2478                 /*
2479                  * We don't need to be under the protection of the inode's lock,
2480                  * because we are called while holding the inode's io_tree lock
2481                  * and are therefore protected against concurrent calls of this
2482                  * function and btrfs_clear_delalloc_extent().
2483                  */
2484                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode) && prev_delalloc_bytes == 0)
2485                         btrfs_add_delalloc_inode(inode);
2486         }
2487
2488         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2489             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2490                 spin_lock(&inode->lock);
2491                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2492                 spin_unlock(&inode->lock);
2493         }
2494 }
2495
2496 /*
2497  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2498  * accounting happens.
2499  */
2500 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2501                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2502 {
2503         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2504         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2505         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2506
2507         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2508
2509         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2510                 spin_lock(&inode->lock);
2511                 inode->defrag_bytes -= len;
2512                 spin_unlock(&inode->lock);
2513         }
2514
2515         /*
2516          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2517          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2518          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2519          */
2520         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2521                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2522                 u64 new_delalloc_bytes;
2523
2524                 spin_lock(&inode->lock);
2525                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2526                 spin_unlock(&inode->lock);
2527
2528                 /*
2529                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2530                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2531                  * error.
2532                  */
2533                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2534                     root != fs_info->tree_root)
2535                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, true);
2536
2537                 /* For sanity tests. */
2538                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2539                         return;
2540
2541                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2542                     !btrfs_is_free_space_inode(inode) &&
2543                     !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2544                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2545                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2546
2547                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2548                                          fs_info->delalloc_batch);
2549                 spin_lock(&inode->lock);
2550                 inode->delalloc_bytes -= len;
2551                 new_delalloc_bytes = inode->delalloc_bytes;
2552                 spin_unlock(&inode->lock);
2553
2554                 /*
2555                  * We don't need to be under the protection of the inode's lock,
2556                  * because we are called while holding the inode's io_tree lock
2557                  * and are therefore protected against concurrent calls of this
2558                  * function and btrfs_set_delalloc_extent().
2559                  */
2560                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode) && new_delalloc_bytes == 0) {
2561                         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2562                         btrfs_del_delalloc_inode(inode);
2563                         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2564                 }
2565         }
2566
2567         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2568             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2569                 spin_lock(&inode->lock);
2570                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2571                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2572                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2573                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2574                 spin_unlock(&inode->lock);
2575         }
2576 }
2577
2578 static int btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio,
2579                                         struct btrfs_ordered_extent *ordered)
2580 {
2581         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2582         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2583         struct btrfs_ordered_extent *new;
2584         int ret;
2585
2586         /* Must always be called for the beginning of an ordered extent. */
2587         if (WARN_ON_ONCE(start != ordered->disk_bytenr))
2588                 return -EINVAL;
2589
2590         /* No need to split if the ordered extent covers the entire bio. */
2591         if (ordered->disk_num_bytes == len) {
2592                 refcount_inc(&ordered->refs);
2593                 bbio->ordered = ordered;
2594                 return 0;
2595         }
2596
2597         /*
2598          * Don't split the extent_map for NOCOW extents, as we're writing into
2599          * a pre-existing one.
2600          */
2601         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered->flags)) {
2602                 ret = split_extent_map(bbio->inode, bbio->file_offset,
2603                                        ordered->num_bytes, len,
2604                                        ordered->disk_bytenr);
2605                 if (ret)
2606                         return ret;
2607         }
2608
2609         new = btrfs_split_ordered_extent(ordered, len);
2610         if (IS_ERR(new))
2611                 return PTR_ERR(new);
2612         bbio->ordered = new;
2613         return 0;
2614 }
2615
2616 /*
2617  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2618  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2619  */
2620 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2621                              struct list_head *list)
2622 {
2623         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2624         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2625         int ret;
2626
2627         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2628                 trans->adding_csums = true;
2629                 if (!csum_root)
2630                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2631                                                     sum->logical);
2632                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2633                 trans->adding_csums = false;
2634                 if (ret)
2635                         return ret;
2636         }
2637         return 0;
2638 }
2639
2640 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2641                                          const u64 start,
2642                                          const u64 len,
2643                                          struct extent_state **cached_state)
2644 {
2645         u64 search_start = start;
2646         const u64 end = start + len - 1;
2647
2648         while (search_start < end) {
2649                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2650                 struct extent_map *em;
2651                 u64 em_len;
2652                 int ret = 0;
2653
2654                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, search_start, search_len);
2655                 if (IS_ERR(em))
2656                         return PTR_ERR(em);
2657
2658                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2659                         goto next;
2660
2661                 em_len = em->len;
2662                 if (em->start < search_start)
2663                         em_len -= search_start - em->start;
2664                 if (em_len > search_len)
2665                         em_len = search_len;
2666
2667                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2668                                      search_start + em_len - 1,
2669                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state);
2670 next:
2671                 search_start = extent_map_end(em);
2672                 free_extent_map(em);
2673                 if (ret)
2674                         return ret;
2675         }
2676         return 0;
2677 }
2678
2679 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2680                               unsigned int extra_bits,
2681                               struct extent_state **cached_state)
2682 {
2683         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2684
2685         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2686             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2687                 /*
2688                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2689                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2690                  */
2691                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2692         } else {
2693                 int ret;
2694
2695                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2696                                                     end + 1 - start,
2697                                                     cached_state);
2698                 if (ret)
2699                         return ret;
2700         }
2701
2702         return set_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
2703                               EXTENT_DELALLOC | extra_bits, cached_state);
2704 }
2705
2706 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2707 struct btrfs_writepage_fixup {
2708         struct page *page;
2709         struct btrfs_inode *inode;
2710         struct btrfs_work work;
2711 };
2712
2713 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2714 {
2715         struct btrfs_writepage_fixup *fixup =
2716                 container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2717         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2718         struct extent_state *cached_state = NULL;
2719         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2720         struct page *page = fixup->page;
2721         struct btrfs_inode *inode = fixup->inode;
2722         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2723         u64 page_start = page_offset(page);
2724         u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2725         int ret = 0;
2726         bool free_delalloc_space = true;
2727
2728         /*
2729          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2730          * we take the page lock.
2731          */
2732         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2733                                            PAGE_SIZE);
2734 again:
2735         lock_page(page);
2736
2737         /*
2738          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2739          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2740          * address space.
2741          */
2742         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2743                 /*
2744                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2745                  *
2746                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2747                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2748                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2749                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2750                  *    while waiting for the ordered extent.
2751                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2752                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2753                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2754                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2755                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2756                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2757                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2758                  *    when the page was already properly dealt with.
2759                  */
2760                 if (!ret) {
2761                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2762                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2763                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2764                                                      true);
2765                 }
2766                 ret = 0;
2767                 goto out_page;
2768         }
2769
2770         /*
2771          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2772          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2773          */
2774         if (ret)
2775                 goto out_page;
2776
2777         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2778
2779         /* already ordered? We're done */
2780         if (PageOrdered(page))
2781                 goto out_reserved;
2782
2783         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2784         if (ordered) {
2785                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2786                               &cached_state);
2787                 unlock_page(page);
2788                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2789                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2790                 goto again;
2791         }
2792
2793         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2794                                         &cached_state);
2795         if (ret)
2796                 goto out_reserved;
2797
2798         /*
2799          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2800          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2801          * destination.
2802          *
2803          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2804          */
2805         BUG_ON(!PageDirty(page));
2806         free_delalloc_space = false;
2807 out_reserved:
2808         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2809         if (free_delalloc_space)
2810                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2811                                              PAGE_SIZE, true);
2812         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2813 out_page:
2814         if (ret) {
2815                 /*
2816                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2817                  * to reflect the errors and clean the page.
2818                  */
2819                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2820                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, page_start,
2821                                                PAGE_SIZE, !ret);
2822                 clear_page_dirty_for_io(page);
2823         }
2824         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, page_folio(page), page_start, PAGE_SIZE);
2825         unlock_page(page);
2826         put_page(page);
2827         kfree(fixup);
2828         extent_changeset_free(data_reserved);
2829         /*
2830          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2831          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2832          * deadlock.
2833          */
2834         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2839  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2840  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2841  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2842  *
2843  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2844  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2845  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2846  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2847  */
2848 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2849 {
2850         struct inode *inode = page->mapping->host;
2851         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
2852         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2853
2854         /* This page has ordered extent covering it already */
2855         if (PageOrdered(page))
2856                 return 0;
2857
2858         /*
2859          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2860          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2861          *
2862          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2863          * EAGAIN.
2864          */
2865         if (PageChecked(page))
2866                 return -EAGAIN;
2867
2868         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2869         if (!fixup)
2870                 return -EAGAIN;
2871
2872         /*
2873          * We are already holding a reference to this inode from
2874          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2875          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2876          * page->mapping outside of the page lock.
2877          */
2878         ihold(inode);
2879         btrfs_folio_set_checked(fs_info, page_folio(page), page_offset(page), PAGE_SIZE);
2880         get_page(page);
2881         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL);
2882         fixup->page = page;
2883         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2884         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2885
2886         return -EAGAIN;
2887 }
2888
2889 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2890                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2891                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2892                                        const bool update_inode_bytes,
2893                                        u64 qgroup_reserved)
2894 {
2895         struct btrfs_root *root = inode->root;
2896         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2897         struct btrfs_path *path;
2898         struct extent_buffer *leaf;
2899         struct btrfs_key ins;
2900         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2901         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2902         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2903         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2904         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2905         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2906         int ret;
2907
2908         path = btrfs_alloc_path();
2909         if (!path)
2910                 return -ENOMEM;
2911
2912         /*
2913          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2914          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2915          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2916          *
2917          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2918          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2919          * with the others.
2920          */
2921         drop_args.path = path;
2922         drop_args.start = file_pos;
2923         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2924         drop_args.replace_extent = true;
2925         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2926         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2927         if (ret)
2928                 goto out;
2929
2930         if (!drop_args.extent_inserted) {
2931                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2932                 ins.offset = file_pos;
2933                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2934
2935                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2936                                               sizeof(*stack_fi));
2937                 if (ret)
2938                         goto out;
2939         }
2940         leaf = path->nodes[0];
2941         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2942         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2943                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2944                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2945
2946         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2947         btrfs_release_path(path);
2948
2949         /*
2950          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2951          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2952          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2953          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2954          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2955          */
2956         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2957                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2958
2959                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2960                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2961                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2962                 num_bytes -= sectorsize;
2963         }
2964
2965         if (update_inode_bytes)
2966                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2967
2968         ins.objectid = disk_bytenr;
2969         ins.offset = disk_num_bytes;
2970         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2971
2972         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2973         if (ret)
2974                 goto out;
2975
2976         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
2977                                                file_pos - offset,
2978                                                qgroup_reserved, &ins);
2979 out:
2980         btrfs_free_path(path);
2981
2982         return ret;
2983 }
2984
2985 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2986                                          u64 start, u64 len)
2987 {
2988         struct btrfs_block_group *cache;
2989
2990         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
2991         ASSERT(cache);
2992
2993         spin_lock(&cache->lock);
2994         cache->delalloc_bytes -= len;
2995         spin_unlock(&cache->lock);
2996
2997         btrfs_put_block_group(cache);
2998 }
2999
3000 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3001                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3002 {
3003         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3004         bool update_inode_bytes;
3005         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3006         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3007
3008         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3009         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3010         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3011         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3012                                                    oe->disk_num_bytes);
3013         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3014         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3015                 num_bytes = oe->truncated_len;
3016                 ram_bytes = num_bytes;
3017         }
3018         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3019         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3020         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3021         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3022
3023         /*
3024          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3025          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3026          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3027          * except if the ordered extent was truncated.
3028          */
3029         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3030                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3031                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3032
3033         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3034                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3035                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3036 }
3037
3038 /*
3039  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3040  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3041  * fully written.
3042  */
3043 int btrfs_finish_one_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3044 {
3045         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3046         struct btrfs_root *root = inode->root;
3047         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3048         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3049         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3050         struct extent_state *cached_state = NULL;
3051         u64 start, end;
3052         int compress_type = 0;
3053         int ret = 0;
3054         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3055         bool freespace_inode;
3056         bool truncated = false;
3057         bool clear_reserved_extent = true;
3058         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3059
3060         start = ordered_extent->file_offset;
3061         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3062
3063         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3064             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3065             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3066             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3067                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3068
3069         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3070         if (!freespace_inode)
3071                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3072
3073         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3074                 ret = -EIO;
3075                 goto out;
3076         }
3077
3078         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
3079                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3080                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3081
3082         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3083                 truncated = true;
3084                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3085                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3086                 if (!logical_len)
3087                         goto out;
3088         }
3089
3090         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3091                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3092
3093                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3094                 if (freespace_inode)
3095                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3096                 else
3097                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3098                 if (IS_ERR(trans)) {
3099                         ret = PTR_ERR(trans);
3100                         trans = NULL;
3101                         goto out;
3102                 }
3103                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3104                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3105                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3106                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3107                 goto out;
3108         }
3109
3110         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3111         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3112
3113         if (freespace_inode)
3114                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3115         else
3116                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3117         if (IS_ERR(trans)) {
3118                 ret = PTR_ERR(trans);
3119                 trans = NULL;
3120                 goto out;
3121         }
3122
3123         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3124
3125         ret = btrfs_insert_raid_extent(trans, ordered_extent);
3126         if (ret)
3127                 goto out;
3128
3129         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3130                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3131         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3132                 BUG_ON(compress_type);
3133                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3134                                                 ordered_extent->file_offset,
3135                                                 ordered_extent->file_offset +
3136                                                 logical_len);
3137                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3138                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3139         } else {
3140                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3141                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3142                 if (!ret) {
3143                         clear_reserved_extent = false;
3144                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3145                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3146                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3147                 }
3148         }
3149         if (ret < 0) {
3150                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3151                 goto out;
3152         }
3153
3154         ret = unpin_extent_cache(inode, ordered_extent->file_offset,
3155                                  ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3156         if (ret < 0) {
3157                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3158                 goto out;
3159         }
3160
3161         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3162         if (ret) {
3163                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3164                 goto out;
3165         }
3166
3167         /*
3168          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3169          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3170          * before updating the inode item.
3171          */
3172         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3173             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3174                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3175                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3176                                  &cached_state);
3177
3178         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3179         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3180         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3181                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3182                 goto out;
3183         }
3184         ret = 0;
3185 out:
3186         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3187                          &cached_state);
3188
3189         if (trans)
3190                 btrfs_end_transaction(trans);
3191
3192         if (ret || truncated) {
3193                 u64 unwritten_start = start;
3194
3195                 /*
3196                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3197                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3198                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3199                  * already set.  Any error during writeback would have already
3200                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3201                  * marking this ordered extent as failed.
3202                  */
3203                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3204                                              &ordered_extent->flags))
3205                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3206
3207                 if (truncated)
3208                         unwritten_start += logical_len;
3209                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3210
3211                 /*
3212                  * Drop extent maps for the part of the extent we didn't write.
3213                  *
3214                  * We have an exception here for the free_space_inode, this is
3215                  * because when we do btrfs_get_extent() on the free space inode
3216                  * we will search the commit root.  If this is a new block group
3217                  * we won't find anything, and we will trip over the assert in
3218                  * writepage where we do ASSERT(em->block_start !=
3219                  * EXTENT_MAP_HOLE).
3220                  *
3221                  * Theoretically we could also skip this for any NOCOW extent as
3222                  * we don't mess with the extent map tree in the NOCOW case, but
3223                  * for now simply skip this if we are the free space inode.
3224                  */
3225                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode))
3226                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start,
3227                                                     end, false);
3228
3229                 /*
3230                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3231                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3232                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3233                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3234                  *
3235                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3236                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3237                  * has already been done.
3238                  */
3239                 if ((ret || !logical_len) &&
3240                     clear_reserved_extent &&
3241                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3242                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3243                         /*
3244                          * Discard the range before returning it back to the
3245                          * free space pool
3246                          */
3247                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3248                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3249                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3250                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3251                                                 NULL);
3252                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3253                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3254                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3255                         /*
3256                          * Actually free the qgroup rsv which was released when
3257                          * the ordered extent was created.
3258                          */
3259                         btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, inode->root->root_key.objectid,
3260                                                   ordered_extent->qgroup_rsv,
3261                                                   BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
3262                 }
3263         }
3264
3265         /*
3266          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3267          * updating everything for this ordered extent.
3268          */
3269         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3270
3271         /* once for us */
3272         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3273         /* once for the tree */
3274         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3275
3276         return ret;
3277 }
3278
3279 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
3280 {
3281         if (btrfs_is_zoned(inode_to_fs_info(ordered->inode)) &&
3282             !test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags) &&
3283             list_empty(&ordered->bioc_list))
3284                 btrfs_finish_ordered_zoned(ordered);
3285         return btrfs_finish_one_ordered(ordered);
3286 }
3287
3288 /*
3289  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3290  * on the type of I/O.
3291  */
3292 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3293                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3294 {
3295         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3296         char *kaddr;
3297
3298         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3299
3300         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3301
3302         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3303         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3304         kunmap_local(kaddr);
3305
3306         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3307                 return -EIO;
3308         return 0;
3309 }
3310
3311 /*
3312  * Verify the checksum of a single data sector.
3313  *
3314  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3315  * @dev:        device the sector is on
3316  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3317  * @bv:         bio_vec to check
3318  *
3319  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3320  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3321  *
3322  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3323  */
3324 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3325                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3326 {
3327         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3328         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3329         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3330         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3331         u8 *csum_expected;
3332         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3333
3334         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3335
3336         if (!bbio->csum)
3337                 return true;
3338
3339         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3340             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3341                            NULL)) {
3342                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3343                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3344                                   EXTENT_NODATASUM);
3345                 return true;
3346         }
3347
3348         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3349                                 fs_info->csum_size;
3350         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3351                                     csum_expected))
3352                 goto zeroit;
3353         return true;
3354
3355 zeroit:
3356         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3357                                     bbio->mirror_num);
3358         if (dev)
3359                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3360         memzero_bvec(bv);
3361         return false;
3362 }
3363
3364 /*
3365  * Perform a delayed iput on @inode.
3366  *
3367  * @inode: The inode we want to perform iput on
3368  *
3369  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3370  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3371  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3372  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3373  */
3374 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3375 {
3376         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3377         unsigned long flags;
3378
3379         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3380                 return;
3381
3382         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3383         /*
3384          * Need to be irq safe here because we can be called from either an irq
3385          * context (see bio.c and btrfs_put_ordered_extent()) or a non-irq
3386          * context.
3387          */
3388         spin_lock_irqsave(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3389         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3390         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3391         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3392         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3393                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3394 }
3395
3396 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3397                                     struct btrfs_inode *inode)
3398 {
3399         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3400         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3401         iput(&inode->vfs_inode);
3402         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3403                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3404         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3405 }
3406
3407 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3408                                    struct btrfs_inode *inode)
3409 {
3410         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3411                 spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3412                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3413                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3414                 spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3415         }
3416 }
3417
3418 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3419 {
3420         /*
3421          * btrfs_put_ordered_extent() can run in irq context (see bio.c), which
3422          * calls btrfs_add_delayed_iput() and that needs to lock
3423          * fs_info->delayed_iput_lock. So we need to disable irqs here to
3424          * prevent a deadlock.
3425          */
3426         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3427         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3428                 struct btrfs_inode *inode;
3429
3430                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3431                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3432                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3433                 if (need_resched()) {
3434                         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3435                         cond_resched();
3436                         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3437                 }
3438         }
3439         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3440 }
3441
3442 /*
3443  * Wait for flushing all delayed iputs
3444  *
3445  * @fs_info:  the filesystem
3446  *
3447  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3448  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3449  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3450  * that might get blocked on the iputs.
3451  *
3452  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3453  */
3454 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3455 {
3456         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3457                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3458         if (ret)
3459                 return -EINTR;
3460         return 0;
3461 }
3462
3463 /*
3464  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3465  * in the middle of an unlink.
3466  */
3467 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3468                      struct btrfs_inode *inode)
3469 {
3470         int ret;
3471
3472         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3473         if (ret && ret != -EEXIST) {
3474                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3475                 return ret;
3476         }
3477
3478         return 0;
3479 }
3480
3481 /*
3482  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3483  * this particular inode.
3484  */
3485 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3486                             struct btrfs_inode *inode)
3487 {
3488         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3489 }
3490
3491 /*
3492  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3493  * of this root.
3494  */
3495 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3496 {
3497         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3498         struct btrfs_path *path;
3499         struct extent_buffer *leaf;
3500         struct btrfs_key key, found_key;
3501         struct btrfs_trans_handle *trans;
3502         struct inode *inode;
3503         u64 last_objectid = 0;
3504         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3505
3506         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3507                 return 0;
3508
3509         path = btrfs_alloc_path();
3510         if (!path) {
3511                 ret = -ENOMEM;
3512                 goto out;
3513         }
3514         path->reada = READA_BACK;
3515
3516         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3517         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3518         key.offset = (u64)-1;
3519
3520         while (1) {
3521                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3522                 if (ret < 0)
3523                         goto out;
3524
3525                 /*
3526                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3527                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3528                  * find the key and see if we have stuff that matches
3529                  */
3530                 if (ret > 0) {
3531                         ret = 0;
3532                         if (path->slots[0] == 0)
3533                                 break;
3534                         path->slots[0]--;
3535                 }
3536
3537                 /* pull out the item */
3538                 leaf = path->nodes[0];
3539                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3540
3541                 /* make sure the item matches what we want */
3542                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3543                         break;
3544                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3545                         break;
3546
3547                 /* release the path since we're done with it */
3548                 btrfs_release_path(path);
3549
3550                 /*
3551                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3552                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3553                  * offset of the orphan item.
3554                  */
3555
3556                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3557                         /*
3558                          * We found the same inode as before. This means we were
3559                          * not able to remove its items via eviction triggered
3560                          * by an iput(). A transaction abort may have happened,
3561                          * due to -ENOSPC for example, so try to grab the error
3562                          * that lead to a transaction abort, if any.
3563                          */
3564                         btrfs_err(fs_info,
3565                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3566                         ret = BTRFS_FS_ERROR(fs_info) ?: -EINVAL;
3567                         goto out;
3568                 }
3569
3570                 last_objectid = found_key.offset;
3571
3572                 found_key.objectid = found_key.offset;
3573                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3574                 found_key.offset = 0;
3575                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3576                 if (IS_ERR(inode)) {
3577                         ret = PTR_ERR(inode);
3578                         inode = NULL;
3579                         if (ret != -ENOENT)
3580                                 goto out;
3581                 }
3582
3583                 if (!inode && root == fs_info->tree_root) {
3584                         struct btrfs_root *dead_root;
3585                         int is_dead_root = 0;
3586
3587                         /*
3588                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3589                          * could come from 2 sources:
3590                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3591                          *  b) a free space cache inode
3592                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3593                          * for a root must not get deleted before the deletion
3594                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3595                          *
3596                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3597                          * found all deleted roots and loaded them into
3598                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3599                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3600                          * up the root from that radix tree.
3601                          */
3602
3603                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3604                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3605                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3606                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3607                                 is_dead_root = 1;
3608                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3609
3610                         if (is_dead_root) {
3611                                 /* prevent this orphan from being found again */
3612                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3613                                 continue;
3614                         }
3615
3616                 }
3617
3618                 /*
3619                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3620                  * possibilities:
3621                  *
3622                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3623                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3624                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3625                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3626
3627                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3628                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3629                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3630                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3631                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3632                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3633                  *
3634                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3635                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3636                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3637                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3638                  * the orphan item.
3639                  *
3640                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3641                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3642                  * but either way, we can delete the orphan item.
3643                  */
3644                 if (!inode || inode->i_nlink) {
3645                         if (inode) {
3646                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3647                                 iput(inode);
3648                                 inode = NULL;
3649                                 if (ret)
3650                                         goto out;
3651                         }
3652                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3653                         if (IS_ERR(trans)) {
3654                                 ret = PTR_ERR(trans);
3655                                 goto out;
3656                         }
3657                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3658                                     found_key.objectid);
3659                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3660                                                     found_key.objectid);
3661                         btrfs_end_transaction(trans);
3662                         if (ret)
3663                                 goto out;
3664                         continue;
3665                 }
3666
3667                 nr_unlink++;
3668
3669                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3670                 iput(inode);
3671         }
3672         /* release the path since we're done with it */
3673         btrfs_release_path(path);
3674
3675         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3676                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3677                 if (!IS_ERR(trans))
3678                         btrfs_end_transaction(trans);
3679         }
3680
3681         if (nr_unlink)
3682                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3683
3684 out:
3685         if (ret)
3686                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3687         btrfs_free_path(path);
3688         return ret;
3689 }
3690
3691 /*
3692  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3693  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3694  *
3695  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3696  */
3697 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3698                                           int slot, u64 objectid,
3699                                           int *first_xattr_slot)
3700 {
3701         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3702         struct btrfs_key found_key;
3703         static u64 xattr_access = 0;
3704         static u64 xattr_default = 0;
3705         int scanned = 0;
3706
3707         if (!xattr_access) {
3708                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3709                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3710                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3711                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3712         }
3713
3714         slot++;
3715         *first_xattr_slot = -1;
3716         while (slot < nritems) {
3717                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3718
3719                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3720                 if (found_key.objectid != objectid)
3721                         return 0;
3722
3723                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3724                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3725                         if (*first_xattr_slot == -1)
3726                                 *first_xattr_slot = slot;
3727                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3728                             found_key.offset == xattr_default)
3729                                 return 1;
3730                 }
3731
3732                 /*
3733                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3734                  * be any acls later on
3735                  */
3736                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3737                         return 0;
3738
3739                 slot++;
3740                 scanned++;
3741
3742                 /*
3743                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3744                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3745                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3746                  * this is just an optimization
3747                  */
3748                 if (scanned >= 8)
3749                         break;
3750         }
3751         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3752          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3753          * has acls
3754          */
3755         if (*first_xattr_slot == -1)
3756                 *first_xattr_slot = slot;
3757         return 1;
3758 }
3759
3760 /*
3761  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3762  */
3763 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3764                                    struct btrfs_path *in_path)
3765 {
3766         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
3767         struct btrfs_path *path = in_path;
3768         struct extent_buffer *leaf;
3769         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3770         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3771         struct btrfs_key location;
3772         unsigned long ptr;
3773         int maybe_acls;
3774         u32 rdev;
3775         int ret;
3776         bool filled = false;
3777         int first_xattr_slot;
3778
3779         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3780         if (!ret)
3781                 filled = true;
3782
3783         if (!path) {
3784                 path = btrfs_alloc_path();
3785                 if (!path)
3786                         return -ENOMEM;
3787         }
3788
3789         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3790
3791         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3792         if (ret) {
3793                 if (path != in_path)
3794                         btrfs_free_path(path);
3795                 return ret;
3796         }
3797
3798         leaf = path->nodes[0];
3799
3800         if (filled)
3801                 goto cache_index;
3802
3803         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3804                                     struct btrfs_inode_item);
3805         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3806         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3807         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3808         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3809         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3810         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3811                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3812
3813         inode_set_atime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime),
3814                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime));
3815
3816         inode_set_mtime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime),
3817                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime));
3818
3819         inode_set_ctime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime),
3820                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime));
3821
3822         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3823         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3824
3825         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3826         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3827         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3828
3829         inode_set_iversion_queried(inode,
3830                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3831         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3832         inode->i_rdev = 0;
3833         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3834
3835         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3836         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3837                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3838
3839 cache_index:
3840         /*
3841          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3842          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3843          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3844          * cache.
3845          *
3846          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3847          * in the delayed_nodes xarray.
3848          */
3849         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == btrfs_get_fs_generation(fs_info))
3850                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3851                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3852
3853         /*
3854          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3855          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3856          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3857          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3858          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3859          * replayed. For example, in the scenario:
3860          *
3861          * touch mydir/foo
3862          * ln mydir/foo mydir/bar
3863          * sync
3864          * unlink mydir/bar
3865          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3866          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3867          * <power failure>
3868          * mount fs, triggers fsync log replay
3869          *
3870          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3871          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3872          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3873          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3874          *
3875          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3876          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3877          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3878          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3879          */
3880         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3881
3882         /*
3883          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3884          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3885          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3886          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3887          */
3888         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3889
3890         path->slots[0]++;
3891         if (inode->i_nlink != 1 ||
3892             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3893                 goto cache_acl;
3894
3895         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3896         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3897                 goto cache_acl;
3898
3899         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3900         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3901                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3902
3903                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3904                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3905         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3906                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3907
3908                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3909                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3910                                                                      extref);
3911         }
3912 cache_acl:
3913         /*
3914          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3915          * any xattrs or acls
3916          */
3917         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3918                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3919         if (first_xattr_slot != -1) {
3920                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3921                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3922                 if (ret)
3923                         btrfs_err(fs_info,
3924                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3925                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3926                                   root->root_key.objectid, ret);
3927         }
3928         if (path != in_path)
3929                 btrfs_free_path(path);
3930
3931         if (!maybe_acls)
3932                 cache_no_acl(inode);
3933
3934         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3935         case S_IFREG:
3936                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3937                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3938                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3939                 break;
3940         case S_IFDIR:
3941                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3942                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3943                 break;
3944         case S_IFLNK:
3945                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3946                 inode_nohighmem(inode);
3947                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3948                 break;
3949         default:
3950                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3951                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3952                 break;
3953         }
3954
3955         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3956         return 0;
3957 }
3958
3959 /*
3960  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3961  */
3962 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3963                             struct extent_buffer *leaf,
3964                             struct btrfs_inode_item *item,
3965                             struct inode *inode)
3966 {
3967         struct btrfs_map_token token;
3968         u64 flags;
3969
3970         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3971
3972         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3973         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3974         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3975         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
3976         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
3977
3978         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
3979                                      inode_get_atime_sec(inode));
3980         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
3981                                       inode_get_atime_nsec(inode));
3982
3983         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
3984                                      inode_get_mtime_sec(inode));
3985         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
3986                                       inode_get_mtime_nsec(inode));
3987
3988         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
3989                                      inode_get_ctime_sec(inode));
3990         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
3991                                       inode_get_ctime_nsec(inode));
3992
3993         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_sec);
3994         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec);
3995
3996         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
3997         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
3998                                          BTRFS_I(inode)->generation);
3999         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4000         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4001         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4002         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4003                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4004         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4005         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4006 }
4007
4008 /*
4009  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4010  */
4011 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4012                                             struct btrfs_inode *inode)
4013 {
4014         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4015         struct btrfs_path *path;
4016         struct extent_buffer *leaf;
4017         int ret;
4018
4019         path = btrfs_alloc_path();
4020         if (!path)
4021                 return -ENOMEM;
4022
4023         ret = btrfs_lookup_inode(trans, inode->root, path, &inode->location, 1);
4024         if (ret) {
4025                 if (ret > 0)
4026                         ret = -ENOENT;
4027                 goto failed;
4028         }
4029
4030         leaf = path->nodes[0];
4031         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4032                                     struct btrfs_inode_item);
4033
4034         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4035         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
4036         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4037         ret = 0;
4038 failed:
4039         btrfs_free_path(path);
4040         return ret;
4041 }
4042
4043 /*
4044  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4045  */
4046 int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4047                        struct btrfs_inode *inode)
4048 {
4049         struct btrfs_root *root = inode->root;
4050         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4051         int ret;
4052
4053         /*
4054          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4055          * if we put it into the delayed code.
4056          *
4057          * The data relocation inode should also be directly updated
4058          * without delay
4059          */
4060         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4061             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4062             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4063                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4064
4065                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, inode);
4066                 if (!ret)
4067                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4068                 return ret;
4069         }
4070
4071         return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4072 }
4073
4074 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4075                                 struct btrfs_inode *inode)
4076 {
4077         int ret;
4078
4079         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4080         if (ret == -ENOSPC)
4081                 return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4082         return ret;
4083 }
4084
4085 /*
4086  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4087  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4088  * also drops the back refs in the inode to the directory
4089  */
4090 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4091                                 struct btrfs_inode *dir,
4092                                 struct btrfs_inode *inode,
4093                                 const struct fscrypt_str *name,
4094                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4095 {
4096         struct btrfs_root *root = dir->root;
4097         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4098         struct btrfs_path *path;
4099         int ret = 0;
4100         struct btrfs_dir_item *di;
4101         u64 index;
4102         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4103         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4104
4105         path = btrfs_alloc_path();
4106         if (!path) {
4107                 ret = -ENOMEM;
4108                 goto out;
4109         }
4110
4111         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4112         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4113                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4114                 goto err;
4115         }
4116         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4117         if (ret)
4118                 goto err;
4119         btrfs_release_path(path);
4120
4121         /*
4122          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4123          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4124          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4125          *
4126          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4127          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4128          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4129          * we update the inode item.
4130          */
4131         if (inode->dir_index) {
4132                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4133                 if (!ret) {
4134                         index = inode->dir_index;
4135                         goto skip_backref;
4136                 }
4137         }
4138
4139         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4140         if (ret) {
4141                 btrfs_info(fs_info,
4142                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4143                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4144                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4145                 goto err;
4146         }
4147 skip_backref:
4148         if (rename_ctx)
4149                 rename_ctx->index = index;
4150
4151         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4152         if (ret) {
4153                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4154                 goto err;
4155         }
4156
4157         /*
4158          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4159          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4160          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4161          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4162          */
4163         if (!rename_ctx) {
4164                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4165                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4166         }
4167
4168         /*
4169          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4170          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4171          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4172          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4173          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4174          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4175          * holding.
4176          */
4177         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4178 err:
4179         btrfs_free_path(path);
4180         if (ret)
4181                 goto out;
4182
4183         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4184         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4185         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4186         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4187         ret = btrfs_update_inode(trans, dir);
4188 out:
4189         return ret;
4190 }
4191
4192 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4193                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4194                        const struct fscrypt_str *name)
4195 {
4196         int ret;
4197
4198         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4199         if (!ret) {
4200                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4201                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4202         }
4203         return ret;
4204 }
4205
4206 /*
4207  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4208  *
4209  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4210  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4211  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4212  * allow the unlink to occur.
4213  */
4214 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4215 {
4216         struct btrfs_root *root = dir->root;
4217
4218         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4219                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4220 }
4221
4222 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4223 {
4224         struct btrfs_trans_handle *trans;
4225         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4226         int ret;
4227         struct fscrypt_name fname;
4228
4229         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4230         if (ret)
4231                 return ret;
4232
4233         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4234
4235         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4236         if (IS_ERR(trans)) {
4237                 ret = PTR_ERR(trans);
4238                 goto fscrypt_free;
4239         }
4240
4241         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4242                                 false);
4243
4244         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4245                                  &fname.disk_name);
4246         if (ret)
4247                 goto end_trans;
4248
4249         if (inode->i_nlink == 0) {
4250                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4251                 if (ret)
4252                         goto end_trans;
4253         }
4254
4255 end_trans:
4256         btrfs_end_transaction(trans);
4257         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4258 fscrypt_free:
4259         fscrypt_free_filename(&fname);
4260         return ret;
4261 }
4262
4263 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4264                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4265 {
4266         struct btrfs_root *root = dir->root;
4267         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4268         struct btrfs_path *path;
4269         struct extent_buffer *leaf;
4270         struct btrfs_dir_item *di;
4271         struct btrfs_key key;
4272         u64 index;
4273         int ret;
4274         u64 objectid;
4275         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4276         struct fscrypt_name fname;
4277
4278         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4279         if (ret)
4280                 return ret;
4281
4282         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4283
4284         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4285                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4286         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4287                 objectid = inode->location.objectid;
4288         } else {
4289                 WARN_ON(1);
4290                 fscrypt_free_filename(&fname);
4291                 return -EINVAL;
4292         }
4293
4294         path = btrfs_alloc_path();
4295         if (!path) {
4296                 ret = -ENOMEM;
4297                 goto out;
4298         }
4299
4300         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4301                                    &fname.disk_name, -1);
4302         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4303                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4304                 goto out;
4305         }
4306
4307         leaf = path->nodes[0];
4308         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4309         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4310         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4311         if (ret) {
4312                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4313                 goto out;
4314         }
4315         btrfs_release_path(path);
4316
4317         /*
4318          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4319          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4320          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4321          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4322          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4323          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4324          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4325          */
4326         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4327                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4328                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4329                         if (!di)
4330                                 ret = -ENOENT;
4331                         else
4332                                 ret = PTR_ERR(di);
4333                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4334                         goto out;
4335                 }
4336
4337                 leaf = path->nodes[0];
4338                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4339                 index = key.offset;
4340                 btrfs_release_path(path);
4341         } else {
4342                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4343                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4344                                          &index, &fname.disk_name);
4345                 if (ret) {
4346                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4347                         goto out;
4348                 }
4349         }
4350
4351         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4352         if (ret) {
4353                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4354                 goto out;
4355         }
4356
4357         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4358         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4359         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4360         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, dir);
4361         if (ret)
4362                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4363 out:
4364         btrfs_free_path(path);
4365         fscrypt_free_filename(&fname);
4366         return ret;
4367 }
4368
4369 /*
4370  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4371  * default.
4372  */
4373 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4374 {
4375         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4376         struct btrfs_path *path;
4377         struct btrfs_dir_item *di;
4378         struct btrfs_key key;
4379         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4380         u64 dir_id;
4381         int ret;
4382
4383         path = btrfs_alloc_path();
4384         if (!path)
4385                 return -ENOMEM;
4386
4387         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4388         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4389         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4390                                    dir_id, &name, 0);
4391         if (di && !IS_ERR(di)) {
4392                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4393                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4394                         ret = -EPERM;
4395                         btrfs_err(fs_info,
4396                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4397                                   key.objectid);
4398                         goto out;
4399                 }
4400                 btrfs_release_path(path);
4401         }
4402
4403         key.objectid = root->root_key.objectid;
4404         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4405         key.offset = (u64)-1;
4406
4407         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4408         if (ret < 0)
4409                 goto out;
4410         if (ret == 0) {
4411                 /*
4412                  * Key with offset -1 found, there would have to exist a root
4413                  * with such id, but this is out of valid range.
4414                  */
4415                 ret = -EUCLEAN;
4416                 goto out;
4417         }
4418
4419         ret = 0;
4420         if (path->slots[0] > 0) {
4421                 path->slots[0]--;
4422                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4423                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4424                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4425                         ret = -ENOTEMPTY;
4426         }
4427 out:
4428         btrfs_free_path(path);
4429         return ret;
4430 }
4431
4432 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4433 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4434 {
4435         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4436         struct rb_node *node;
4437         struct rb_node *prev;
4438         struct btrfs_inode *entry;
4439         struct inode *inode;
4440         u64 objectid = 0;
4441
4442         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4443                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4444
4445         spin_lock(&root->inode_lock);
4446 again:
4447         node = root->inode_tree.rb_node;
4448         prev = NULL;
4449         while (node) {
4450                 prev = node;
4451                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4452
4453                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4454                         node = node->rb_left;
4455                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4456                         node = node->rb_right;
4457                 else
4458                         break;
4459         }
4460         if (!node) {
4461                 while (prev) {
4462                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4463                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4464                                 node = prev;
4465                                 break;
4466                         }
4467                         prev = rb_next(prev);
4468                 }
4469         }
4470         while (node) {
4471                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4472                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4473                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4474                 if (inode) {
4475                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4476                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4477                                 d_prune_aliases(inode);
4478                         /*
4479                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4480                          * cache when its usage count hits zero.
4481                          */
4482                         iput(inode);
4483                         cond_resched();
4484                         spin_lock(&root->inode_lock);
4485                         goto again;
4486                 }
4487
4488                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4489                         goto again;
4490
4491                 node = rb_next(node);
4492         }
4493         spin_unlock(&root->inode_lock);
4494 }
4495
4496 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4497 {
4498         struct btrfs_root *root = dir->root;
4499         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4500         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4501         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4502         struct btrfs_trans_handle *trans;
4503         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4504         u64 root_flags;
4505         u64 qgroup_reserved = 0;
4506         int ret;
4507
4508         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4509
4510         /*
4511          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4512          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4513          * again is not run concurrently.
4514          */
4515         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4516         if (dest->send_in_progress) {
4517                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4518                 btrfs_warn(fs_info,
4519                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4520                            dest->root_key.objectid);
4521                 ret = -EPERM;
4522                 goto out_up_write;
4523         }
4524         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4525                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4526                 btrfs_warn(fs_info,
4527                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4528                            root->root_key.objectid);
4529                 ret = -EPERM;
4530                 goto out_up_write;
4531         }
4532         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4533         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4534                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4535         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4536
4537         ret = may_destroy_subvol(dest);
4538         if (ret)
4539                 goto out_undead;
4540
4541         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4542         /*
4543          * One for dir inode,
4544          * two for dir entries,
4545          * two for root ref/backref.
4546          */
4547         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4548         if (ret)
4549                 goto out_undead;
4550         qgroup_reserved = block_rsv.qgroup_rsv_reserved;
4551
4552         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4553         if (IS_ERR(trans)) {
4554                 ret = PTR_ERR(trans);
4555                 goto out_release;
4556         }
4557         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, root);
4558         if (ret) {
4559                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4560                 goto out_end_trans;
4561         }
4562         btrfs_qgroup_convert_reserved_meta(root, qgroup_reserved);
4563         qgroup_reserved = 0;
4564         trans->block_rsv = &block_rsv;
4565         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4566
4567         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4568
4569         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4570         if (ret) {
4571                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4572                 goto out_end_trans;
4573         }
4574
4575         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4576         if (ret) {
4577                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4578                 goto out_end_trans;
4579         }
4580
4581         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4582                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4583         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4584         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4585
4586         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4587                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4588                                         fs_info->tree_root,
4589                                         dest->root_key.objectid);
4590                 if (ret) {
4591                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4592                         goto out_end_trans;
4593                 }
4594         }
4595
4596         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4597                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4598                                   dest->root_key.objectid);
4599         if (ret && ret != -ENOENT) {
4600                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4601                 goto out_end_trans;
4602         }
4603         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4604                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4605                                           dest->root_item.received_uuid,
4606                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4607                                           dest->root_key.objectid);
4608                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4609                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4610                         goto out_end_trans;
4611                 }
4612         }
4613
4614         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4615         dest->anon_dev = 0;
4616 out_end_trans:
4617         trans->block_rsv = NULL;
4618         trans->bytes_reserved = 0;
4619         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4620         inode->i_flags |= S_DEAD;
4621 out_release:
4622         btrfs_block_rsv_release(fs_info, &block_rsv, (u64)-1, NULL);
4623         if (qgroup_reserved)
4624                 btrfs_qgroup_free_meta_prealloc(root, qgroup_reserved);
4625 out_undead:
4626         if (ret) {
4627                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4628                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4629                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4630                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4631                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4632         }
4633 out_up_write:
4634         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4635         if (!ret) {
4636                 d_invalidate(dentry);
4637                 btrfs_prune_dentries(dest);
4638                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4639         }
4640
4641         return ret;
4642 }
4643
4644 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4645 {
4646         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4647         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4648         int err = 0;
4649         struct btrfs_trans_handle *trans;
4650         u64 last_unlink_trans;
4651         struct fscrypt_name fname;
4652
4653         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4654                 return -ENOTEMPTY;
4655         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4656                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4657                         btrfs_err(fs_info,
4658                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4659                         return -EOPNOTSUPP;
4660                 }
4661                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4662         }
4663
4664         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4665         if (err)
4666                 return err;
4667
4668         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4669
4670         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4671         if (IS_ERR(trans)) {
4672                 err = PTR_ERR(trans);
4673                 goto out_notrans;
4674         }
4675
4676         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4677                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4678                 goto out;
4679         }
4680
4681         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4682         if (err)
4683                 goto out;
4684
4685         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4686
4687         /* now the directory is empty */
4688         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4689                                  &fname.disk_name);
4690         if (!err) {
4691                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4692                 /*
4693                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4694                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4695                  * log tree in the case we do something like this:
4696                  * 1) create dir foo
4697                  * 2) create snapshot under dir foo
4698                  * 3) delete the snapshot
4699                  * 4) rmdir foo
4700                  * 5) mkdir foo
4701                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4702                  */
4703                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4704                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4705         }
4706 out:
4707         btrfs_end_transaction(trans);
4708 out_notrans:
4709         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4710         fscrypt_free_filename(&fname);
4711
4712         return err;
4713 }
4714
4715 /*
4716  * Read, zero a chunk and write a block.
4717  *
4718  * @inode - inode that we're zeroing
4719  * @from - the offset to start zeroing
4720  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4721  *      offset
4722  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4723  *
4724  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4725  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4726  */
4727 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4728                          int front)
4729 {
4730         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4731         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4732         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4733         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4734         struct extent_state *cached_state = NULL;
4735         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4736         bool only_release_metadata = false;
4737         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4738         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4739         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4740         struct folio *folio;
4741         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4742         size_t write_bytes = blocksize;
4743         int ret = 0;
4744         u64 block_start;
4745         u64 block_end;
4746
4747         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4748             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4749                 goto out;
4750
4751         block_start = round_down(from, blocksize);
4752         block_end = block_start + blocksize - 1;
4753
4754         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4755                                           blocksize, false);
4756         if (ret < 0) {
4757                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4758                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4759                         only_release_metadata = true;
4760                 } else {
4761                         goto out;
4762                 }
4763         }
4764         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4765         if (ret < 0) {
4766                 if (!only_release_metadata)
4767                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4768                                                        block_start, blocksize);
4769                 goto out;
4770         }
4771 again:
4772         folio = __filemap_get_folio(mapping, index,
4773                                     FGP_LOCK | FGP_ACCESSED | FGP_CREAT, mask);
4774         if (IS_ERR(folio)) {
4775                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4776                                              blocksize, true);
4777                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4778                 ret = -ENOMEM;
4779                 goto out;
4780         }
4781
4782         if (!folio_test_uptodate(folio)) {
4783                 ret = btrfs_read_folio(NULL, folio);
4784                 folio_lock(folio);
4785                 if (folio->mapping != mapping) {
4786                         folio_unlock(folio);
4787                         folio_put(folio);
4788                         goto again;
4789                 }
4790                 if (!folio_test_uptodate(folio)) {
4791                         ret = -EIO;
4792                         goto out_unlock;
4793                 }
4794         }
4795
4796         /*
4797          * We unlock the page after the io is completed and then re-lock it
4798          * above.  release_folio() could have come in between that and cleared
4799          * folio private, but left the page in the mapping.  Set the page mapped
4800          * here to make sure it's properly set for the subpage stuff.
4801          */
4802         ret = set_folio_extent_mapped(folio);
4803         if (ret < 0)
4804                 goto out_unlock;
4805
4806         folio_wait_writeback(folio);
4807
4808         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4809
4810         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4811         if (ordered) {
4812                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4813                 folio_unlock(folio);
4814                 folio_put(folio);
4815                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4816                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4817                 goto again;
4818         }
4819
4820         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4821                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4822                          &cached_state);
4823
4824         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4825                                         &cached_state);
4826         if (ret) {
4827                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4828                 goto out_unlock;
4829         }
4830
4831         if (offset != blocksize) {
4832                 if (!len)
4833                         len = blocksize - offset;
4834                 if (front)
4835                         folio_zero_range(folio, block_start - folio_pos(folio),
4836                                          offset);
4837                 else
4838                         folio_zero_range(folio,
4839                                          (block_start - folio_pos(folio)) + offset,
4840                                          len);
4841         }
4842         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, block_start,
4843                                   block_end + 1 - block_start);
4844         btrfs_folio_set_dirty(fs_info, folio, block_start,
4845                               block_end + 1 - block_start);
4846         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4847
4848         if (only_release_metadata)
4849                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4850                                EXTENT_NORESERVE, NULL);
4851
4852 out_unlock:
4853         if (ret) {
4854                 if (only_release_metadata)
4855                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4856                 else
4857                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4858                                         block_start, blocksize, true);
4859         }
4860         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4861         folio_unlock(folio);
4862         folio_put(folio);
4863 out:
4864         if (only_release_metadata)
4865                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4866         extent_changeset_free(data_reserved);
4867         return ret;
4868 }
4869
4870 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_inode *inode, u64 offset, u64 len)
4871 {
4872         struct btrfs_root *root = inode->root;
4873         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4874         struct btrfs_trans_handle *trans;
4875         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4876         int ret;
4877
4878         /*
4879          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4880          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4881          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4882          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4883          */
4884         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4885                 return 0;
4886
4887         /*
4888          * 1 - for the one we're dropping
4889          * 1 - for the one we're adding
4890          * 1 - for updating the inode.
4891          */
4892         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4893         if (IS_ERR(trans))
4894                 return PTR_ERR(trans);
4895
4896         drop_args.start = offset;
4897         drop_args.end = offset + len;
4898         drop_args.drop_cache = true;
4899
4900         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4901         if (ret) {
4902                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4903                 btrfs_end_transaction(trans);
4904                 return ret;
4905         }
4906
4907         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4908         if (ret) {
4909                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4910         } else {
4911                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4912                 btrfs_update_inode(trans, inode);
4913         }
4914         btrfs_end_transaction(trans);
4915         return ret;
4916 }
4917
4918 /*
4919  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4920  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4921  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4922  * the range between oldsize and size
4923  */
4924 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4925 {
4926         struct btrfs_root *root = inode->root;
4927         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4928         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4929         struct extent_map *em = NULL;
4930         struct extent_state *cached_state = NULL;
4931         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4932         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4933         u64 last_byte;
4934         u64 cur_offset;
4935         u64 hole_size;
4936         int err = 0;
4937
4938         /*
4939          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4940          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4941          * expose stale data.
4942          */
4943         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4944         if (err)
4945                 return err;
4946
4947         if (size <= hole_start)
4948                 return 0;
4949
4950         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4951                                            &cached_state);
4952         cur_offset = hole_start;
4953         while (1) {
4954                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, cur_offset, block_end - cur_offset);
4955                 if (IS_ERR(em)) {
4956                         err = PTR_ERR(em);
4957                         em = NULL;
4958                         break;
4959                 }
4960                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4961                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4962                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4963
4964                 if (!(em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
4965                         struct extent_map *hole_em;
4966
4967                         err = maybe_insert_hole(inode, cur_offset, hole_size);
4968                         if (err)
4969                                 break;
4970
4971                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4972                                                         cur_offset, hole_size);
4973                         if (err)
4974                                 break;
4975
4976                         hole_em = alloc_extent_map();
4977                         if (!hole_em) {
4978                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
4979                                                     cur_offset + hole_size - 1,
4980                                                     false);
4981                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
4982                                 goto next;
4983                         }
4984                         hole_em->start = cur_offset;
4985                         hole_em->len = hole_size;
4986                         hole_em->orig_start = cur_offset;
4987
4988                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
4989                         hole_em->block_len = 0;
4990                         hole_em->orig_block_len = 0;
4991                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4992                         hole_em->generation = btrfs_get_fs_generation(fs_info);
4993
4994                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
4995                         free_extent_map(hole_em);
4996                 } else {
4997                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4998                                                         cur_offset, hole_size);
4999                         if (err)
5000                                 break;
5001                 }
5002 next:
5003                 free_extent_map(em);
5004                 em = NULL;
5005                 cur_offset = last_byte;
5006                 if (cur_offset >= block_end)
5007                         break;
5008         }
5009         free_extent_map(em);
5010         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5011         return err;
5012 }
5013
5014 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5015 {
5016         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5017         struct btrfs_trans_handle *trans;
5018         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5019         loff_t newsize = attr->ia_size;
5020         int mask = attr->ia_valid;
5021         int ret;
5022
5023         /*
5024          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5025          * special case where we need to update the times despite not having
5026          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5027          * explicitly if it wants a timestamp update.
5028          */
5029         if (newsize != oldsize) {
5030                 inode_inc_iversion(inode);
5031                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5032                         inode_set_mtime_to_ts(inode,
5033                                               inode_set_ctime_current(inode));
5034                 }
5035         }
5036
5037         if (newsize > oldsize) {
5038                 /*
5039                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5040                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5041                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5042                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5043                  * this truncation.
5044                  */
5045                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5046                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5047                 if (ret) {
5048                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5049                         return ret;
5050                 }
5051
5052                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5053                 if (IS_ERR(trans)) {
5054                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5055                         return PTR_ERR(trans);
5056                 }
5057
5058                 i_size_write(inode, newsize);
5059                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5060                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5061                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
5062                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5063                 btrfs_end_transaction(trans);
5064         } else {
5065                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
5066
5067                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5068                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5069                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5070                                         (u64)-1);
5071                         if (ret)
5072                                 return ret;
5073                 }
5074
5075                 /*
5076                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5077                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5078                  * on close.
5079                  */
5080                 if (newsize == 0)
5081                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5082                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5083
5084                 truncate_setsize(inode, newsize);
5085
5086                 inode_dio_wait(inode);
5087
5088                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5089                 if (ret && inode->i_nlink) {
5090                         int err;
5091
5092                         /*
5093                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5094                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5095                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5096                          * in-memory size to match.
5097                          */
5098                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5099                         if (err)
5100                                 return err;
5101                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5102                 }
5103         }
5104
5105         return ret;
5106 }
5107
5108 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5109                          struct iattr *attr)
5110 {
5111         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5112         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5113         int err;
5114
5115         if (btrfs_root_readonly(root))
5116                 return -EROFS;
5117
5118         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5119         if (err)
5120                 return err;
5121
5122         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5123                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5124                 if (err)
5125                         return err;
5126         }
5127
5128         if (attr->ia_valid) {
5129                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5130                 inode_inc_iversion(inode);
5131                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5132
5133                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5134                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5135         }
5136
5137         return err;
5138 }
5139
5140 /*
5141  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5142  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5143  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5144  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5145  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5146  * wasting lots of time.
5147  *
5148  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5149  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5150  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5151  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5152  */
5153 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5154 {
5155         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5156         struct rb_node *node;
5157
5158         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5159         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5160
5161         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5162
5163         /*
5164          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5165          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5166          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5167          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5168          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5169          * ranges can still be locked and eviction started because before
5170          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5171          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5172          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5173          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5174          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5175          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5176          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5177          * use-after-free issue.
5178          */
5179         spin_lock(&io_tree->lock);
5180         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5181                 struct extent_state *state;
5182                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5183                 u64 start;
5184                 u64 end;
5185                 unsigned state_flags;
5186
5187                 node = rb_first(&io_tree->state);
5188                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5189                 start = state->start;
5190                 end = state->end;
5191                 state_flags = state->state;
5192                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5193
5194                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5195
5196                 /*
5197                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5198                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5199                  * So we need to free its reserved space here.
5200                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5201                  *
5202                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5203                  */
5204                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5205                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5206                                                end - start + 1, NULL);
5207
5208                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5209                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5210                                  &cached_state);
5211
5212                 cond_resched();
5213                 spin_lock(&io_tree->lock);
5214         }
5215         spin_unlock(&io_tree->lock);
5216 }
5217
5218 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5219                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5220 {
5221         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5222         struct btrfs_trans_handle *trans;
5223         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5224         int ret;
5225
5226         /*
5227          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5228          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5229          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5230          *
5231          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5232          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5233          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5234          * delayed refs activity by truncating.
5235          *
5236          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5237          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5238          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5239          */
5240         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5241                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5242         if (ret) {
5243                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5244                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5245                 if (ret) {
5246                         btrfs_warn(fs_info,
5247                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5248                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5249                 }
5250                 delayed_refs_extra = 0;
5251         }
5252
5253         trans = btrfs_join_transaction(root);
5254         if (IS_ERR(trans))
5255                 return trans;
5256
5257         if (delayed_refs_extra) {
5258                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5259                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5260                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5261                                         delayed_refs_extra, true);
5262         }
5263         return trans;
5264 }
5265
5266 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5267 {
5268         struct btrfs_fs_info *fs_info;
5269         struct btrfs_trans_handle *trans;
5270         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5271         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5272         int ret;
5273
5274         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5275
5276         if (!root) {
5277                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5278                 clear_inode(inode);
5279                 return;
5280         }
5281
5282         fs_info = inode_to_fs_info(inode);
5283         evict_inode_truncate_pages(inode);
5284
5285         if (inode->i_nlink &&
5286             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5287               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5288              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5289                 goto out;
5290
5291         if (is_bad_inode(inode))
5292                 goto out;
5293
5294         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5295                 goto out;
5296
5297         if (inode->i_nlink > 0) {
5298                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5299                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5300                 goto out;
5301         }
5302
5303         /*
5304          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5305          * the inode update is released.
5306          */
5307         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5308         if (ret)
5309                 goto out;
5310
5311         /*
5312          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5313          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5314          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5315          * the truncate.
5316          */
5317         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5318
5319         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5320         if (!rsv)
5321                 goto out;
5322         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5323         rsv->failfast = true;
5324
5325         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5326
5327         while (1) {
5328                 struct btrfs_truncate_control control = {
5329                         .inode = BTRFS_I(inode),
5330                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5331                         .new_size = 0,
5332                         .min_type = 0,
5333                 };
5334
5335                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5336                 if (IS_ERR(trans))
5337                         goto out;
5338
5339                 trans->block_rsv = rsv;
5340
5341                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5342                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5343                 btrfs_end_transaction(trans);
5344                 /*
5345                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5346                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5347                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5348                  */
5349                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5350                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5351                         goto out;
5352                 else if (!ret)
5353                         break;
5354         }
5355
5356         /*
5357          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5358          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5359          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5360          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5361          *
5362          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5363          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5364          */
5365         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5366         if (!IS_ERR(trans)) {
5367                 trans->block_rsv = rsv;
5368                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5369                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5370                 btrfs_end_transaction(trans);
5371         }
5372
5373 out:
5374         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5375         /*
5376          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5377          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5378          * to retry these periodically in the future.
5379          */
5380         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5381         fsverity_cleanup_inode(inode);
5382         clear_inode(inode);
5383 }
5384
5385 /*
5386  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5387  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5388  *
5389  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5390  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5391  */
5392 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5393                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5394 {
5395         struct btrfs_dir_item *di;
5396         struct btrfs_path *path;
5397         struct btrfs_root *root = dir->root;
5398         int ret = 0;
5399         struct fscrypt_name fname;
5400
5401         path = btrfs_alloc_path();
5402         if (!path)
5403                 return -ENOMEM;
5404
5405         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5406         if (ret < 0)
5407                 goto out;
5408         /*
5409          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5410          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5411          */
5412         ASSERT(ret == 0);
5413
5414         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5415
5416         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5417                                    &fname.disk_name, 0);
5418         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5419                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5420                 goto out;
5421         }
5422
5423         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5424         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5425             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5426                 ret = -EUCLEAN;
5427                 btrfs_warn(root->fs_info,
5428 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5429                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5430                            location->objectid, location->type, location->offset);
5431         }
5432         if (!ret)
5433                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5434 out:
5435         fscrypt_free_filename(&fname);
5436         btrfs_free_path(path);
5437         return ret;
5438 }
5439
5440 /*
5441  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5442  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5443  * is kind of like crossing a mount point.
5444  */
5445 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5446                                     struct btrfs_inode *dir,
5447                                     struct dentry *dentry,
5448                                     struct btrfs_key *location,
5449                                     struct btrfs_root **sub_root)
5450 {
5451         struct btrfs_path *path;
5452         struct btrfs_root *new_root;
5453         struct btrfs_root_ref *ref;
5454         struct extent_buffer *leaf;
5455         struct btrfs_key key;
5456         int ret;
5457         int err = 0;
5458         struct fscrypt_name fname;
5459
5460         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5461         if (ret)
5462                 return ret;
5463
5464         path = btrfs_alloc_path();
5465         if (!path) {
5466                 err = -ENOMEM;
5467                 goto out;
5468         }
5469
5470         err = -ENOENT;
5471         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5472         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5473         key.offset = location->objectid;
5474
5475         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5476         if (ret) {
5477                 if (ret < 0)
5478                         err = ret;
5479                 goto out;
5480         }
5481
5482         leaf = path->nodes[0];
5483         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5484         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5485             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5486                 goto out;
5487
5488         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5489                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5490         if (ret)
5491                 goto out;
5492
5493         btrfs_release_path(path);
5494
5495         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5496         if (IS_ERR(new_root)) {
5497                 err = PTR_ERR(new_root);
5498                 goto out;
5499         }
5500
5501         *sub_root = new_root;
5502         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5503         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5504         location->offset = 0;
5505         err = 0;
5506 out:
5507         btrfs_free_path(path);
5508         fscrypt_free_filename(&fname);
5509         return err;
5510 }
5511
5512 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5513 {
5514         struct btrfs_root *root = inode->root;
5515         struct btrfs_inode *entry;
5516         struct rb_node **p;
5517         struct rb_node *parent;
5518         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5519         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5520
5521         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5522                 return;
5523         parent = NULL;
5524         spin_lock(&root->inode_lock);
5525         p = &root->inode_tree.rb_node;
5526         while (*p) {
5527                 parent = *p;
5528                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5529
5530                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5531                         p = &parent->rb_left;
5532                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5533                         p = &parent->rb_right;
5534                 else {
5535                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5536                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5537                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5538                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5539                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5540                         return;
5541                 }
5542         }
5543         rb_link_node(new, parent, p);
5544         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5545         spin_unlock(&root->inode_lock);
5546 }
5547
5548 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5549 {
5550         struct btrfs_root *root = inode->root;
5551         int empty = 0;
5552
5553         spin_lock(&root->inode_lock);
5554         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5555                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5556                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5557                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5558         }
5559         spin_unlock(&root->inode_lock);
5560
5561         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5562                 spin_lock(&root->inode_lock);
5563                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5564                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5565                 if (empty)
5566                         btrfs_add_dead_root(root);
5567         }
5568 }
5569
5570
5571 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5572 {
5573         struct btrfs_iget_args *args = p;
5574
5575         inode->i_ino = args->ino;
5576         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5577         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5578         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5579         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5580
5581         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5582             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5583                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5584                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5585         return 0;
5586 }
5587
5588 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5589 {
5590         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5591
5592         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5593                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5594 }
5595
5596 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5597                                        struct btrfs_root *root)
5598 {
5599         struct inode *inode;
5600         struct btrfs_iget_args args;
5601         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5602
5603         args.ino = ino;
5604         args.root = root;
5605
5606         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5607                              btrfs_init_locked_inode,
5608                              (void *)&args);
5609         return inode;
5610 }
5611
5612 /*
5613  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5614  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5615  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5616  * later.
5617  */
5618 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5619                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5620 {
5621         struct inode *inode;
5622
5623         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5624         if (!inode)
5625                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5626
5627         if (inode->i_state & I_NEW) {
5628                 int ret;
5629
5630                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5631                 if (!ret) {
5632                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5633                         unlock_new_inode(inode);
5634                 } else {
5635                         iget_failed(inode);
5636                         /*
5637                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5638                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5639                          * was not found.
5640                          */
5641                         if (ret > 0)
5642                                 ret = -ENOENT;
5643                         inode = ERR_PTR(ret);
5644                 }
5645         }
5646
5647         return inode;
5648 }
5649
5650 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5651 {
5652         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5653 }
5654
5655 static struct inode *new_simple_dir(struct inode *dir,
5656                                     struct btrfs_key *key,
5657                                     struct btrfs_root *root)
5658 {
5659         struct timespec64 ts;
5660         struct inode *inode = new_inode(dir->i_sb);
5661
5662         if (!inode)
5663                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5664
5665         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5666         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5667         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5668
5669         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5670         /*
5671          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5672          * associated with the dentry
5673          */
5674         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5675         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5676         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5677         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5678
5679         ts = inode_set_ctime_current(inode);
5680         inode_set_mtime_to_ts(inode, ts);
5681         inode_set_atime_to_ts(inode, inode_get_atime(dir));
5682         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
5683         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
5684
5685         inode->i_uid = dir->i_uid;
5686         inode->i_gid = dir->i_gid;
5687
5688         return inode;
5689 }
5690
5691 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5692 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5693 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5694 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5695 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5696 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5697 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5698 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5699
5700 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5701 {
5702         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5703 }
5704
5705 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5706 {
5707         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
5708         struct inode *inode;
5709         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5710         struct btrfs_root *sub_root = root;
5711         struct btrfs_key location;
5712         u8 di_type = 0;
5713         int ret = 0;
5714
5715         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5716                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5717
5718         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5719         if (ret < 0)
5720                 return ERR_PTR(ret);
5721
5722         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5723                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5724                 if (IS_ERR(inode))
5725                         return inode;
5726
5727                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5728                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5729                         btrfs_crit(fs_info,
5730 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5731                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5732                                   di_type);
5733                         iput(inode);
5734                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5735                 }
5736                 return inode;
5737         }
5738
5739         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5740                                        &location, &sub_root);
5741         if (ret < 0) {
5742                 if (ret != -ENOENT)
5743                         inode = ERR_PTR(ret);
5744                 else
5745                         inode = new_simple_dir(dir, &location, root);
5746         } else {
5747                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5748                 btrfs_put_root(sub_root);
5749
5750                 if (IS_ERR(inode))
5751                         return inode;
5752
5753                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5754                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5755                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5756                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5757                 if (ret) {
5758                         iput(inode);
5759                         inode = ERR_PTR(ret);
5760                 }
5761         }
5762
5763         return inode;
5764 }
5765
5766 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5767 {
5768         struct btrfs_root *root;
5769         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5770
5771         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5772                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5773
5774         if (inode) {
5775                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5776                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5777                         return 1;
5778
5779                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5780                         return 1;
5781         }
5782         return 0;
5783 }
5784
5785 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5786                                    unsigned int flags)
5787 {
5788         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5789
5790         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5791                 inode = NULL;
5792         return d_splice_alias(inode, dentry);
5793 }
5794
5795 /*
5796  * Find the highest existing sequence number in a directory and then set the
5797  * in-memory index_cnt variable to the first free sequence number.
5798  */
5799 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5800 {
5801         struct btrfs_root *root = inode->root;
5802         struct btrfs_key key, found_key;
5803         struct btrfs_path *path;
5804         struct extent_buffer *leaf;
5805         int ret;
5806
5807         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5808         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5809         key.offset = (u64)-1;
5810
5811         path = btrfs_alloc_path();
5812         if (!path)
5813                 return -ENOMEM;
5814
5815         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5816         if (ret < 0)
5817                 goto out;
5818         /* FIXME: we should be able to handle this */
5819         if (ret == 0)
5820                 goto out;
5821         ret = 0;
5822
5823         if (path->slots[0] == 0) {
5824                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5825                 goto out;
5826         }
5827
5828         path->slots[0]--;
5829
5830         leaf = path->nodes[0];
5831         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5832
5833         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5834             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5835                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5836                 goto out;
5837         }
5838
5839         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5840 out:
5841         btrfs_free_path(path);
5842         return ret;
5843 }
5844
5845 static int btrfs_get_dir_last_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5846 {
5847         int ret = 0;
5848
5849         btrfs_inode_lock(dir, 0);
5850         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5851                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5852                 if (ret) {
5853                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5854                         if (ret)
5855                                 goto out;
5856                 }
5857         }
5858
5859         /* index_cnt is the index number of next new entry, so decrement it. */
5860         *index = dir->index_cnt - 1;
5861 out:
5862         btrfs_inode_unlock(dir, 0);
5863
5864         return ret;
5865 }
5866
5867 /*
5868  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5869  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5870  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5871  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5872  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5873  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5874  * tree lock.
5875  */
5876 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5877 {
5878         struct btrfs_file_private *private;
5879         u64 last_index;
5880         int ret;
5881
5882         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(inode), &last_index);
5883         if (ret)
5884                 return ret;
5885
5886         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5887         if (!private)
5888                 return -ENOMEM;
5889         private->last_index = last_index;
5890         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5891         if (!private->filldir_buf) {
5892                 kfree(private);
5893                 return -ENOMEM;
5894         }
5895         file->private_data = private;
5896         return 0;
5897 }
5898
5899 static loff_t btrfs_dir_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
5900 {
5901         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5902         int ret;
5903
5904         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(file_inode(file)),
5905                                        &private->last_index);
5906         if (ret)
5907                 return ret;
5908
5909         return generic_file_llseek(file, offset, whence);
5910 }
5911
5912 struct dir_entry {
5913         u64 ino;
5914         u64 offset;
5915         unsigned type;
5916         int name_len;
5917 };
5918
5919 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5920 {
5921         while (entries--) {
5922                 struct dir_entry *entry = addr;
5923                 char *name = (char *)(entry + 1);
5924
5925                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5926                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5927                                          get_unaligned(&entry->ino),
5928                                          get_unaligned(&entry->type)))
5929                         return 1;
5930                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5931                         get_unaligned(&entry->name_len);
5932                 ctx->pos++;
5933         }
5934         return 0;
5935 }
5936
5937 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5938 {
5939         struct inode *inode = file_inode(file);
5940         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5941         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5942         struct btrfs_dir_item *di;
5943         struct btrfs_key key;
5944         struct btrfs_key found_key;
5945         struct btrfs_path *path;
5946         void *addr;
5947         LIST_HEAD(ins_list);
5948         LIST_HEAD(del_list);
5949         int ret;
5950         char *name_ptr;
5951         int name_len;
5952         int entries = 0;
5953         int total_len = 0;
5954         bool put = false;
5955         struct btrfs_key location;
5956
5957         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5958                 return 0;
5959
5960         path = btrfs_alloc_path();
5961         if (!path)
5962                 return -ENOMEM;
5963
5964         addr = private->filldir_buf;
5965         path->reada = READA_FORWARD;
5966
5967         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, private->last_index,
5968                                               &ins_list, &del_list);
5969
5970 again:
5971         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5972         key.offset = ctx->pos;
5973         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5974
5975         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5976                 struct dir_entry *entry;
5977                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5978                 u8 ftype;
5979
5980                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5981                         break;
5982                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5983                         break;
5984                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5985                         continue;
5986                 if (found_key.offset > private->last_index)
5987                         break;
5988                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5989                         continue;
5990                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5991                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5992                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5993                     PAGE_SIZE) {
5994                         btrfs_release_path(path);
5995                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5996                         if (ret)
5997                                 goto nopos;
5998                         addr = private->filldir_buf;
5999                         entries = 0;
6000                         total_len = 0;
6001                         goto again;
6002                 }
6003
6004                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
6005                 entry = addr;
6006                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
6007                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
6008                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
6009                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
6010                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
6011                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
6012                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
6013                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
6014                 entries++;
6015                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6016                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6017         }
6018         /* Catch error encountered during iteration */
6019         if (ret < 0)
6020                 goto err;
6021
6022         btrfs_release_path(path);
6023
6024         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6025         if (ret)
6026                 goto nopos;
6027
6028         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
6029         if (ret)
6030                 goto nopos;
6031
6032         /*
6033          * Stop new entries from being returned after we return the last
6034          * entry.
6035          *
6036          * New directory entries are assigned a strictly increasing
6037          * offset.  This means that new entries created during readdir
6038          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
6039          * This has broken buggy programs which operate on names as
6040          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
6041          * we have this hack to stop new entries from being returned
6042          * under the assumption that they'll never reach this huge
6043          * offset.
6044          *
6045          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
6046          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
6047          * in the past.
6048          */
6049         if (ctx->pos >= INT_MAX)
6050                 ctx->pos = LLONG_MAX;
6051         else
6052                 ctx->pos = INT_MAX;
6053 nopos:
6054         ret = 0;
6055 err:
6056         if (put)
6057                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
6058         btrfs_free_path(path);
6059         return ret;
6060 }
6061
6062 /*
6063  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6064  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6065  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6066  * to keep or drop this code.
6067  */
6068 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
6069 {
6070         struct btrfs_root *root = inode->root;
6071         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6072         struct btrfs_trans_handle *trans;
6073         int ret;
6074
6075         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
6076                 return 0;
6077
6078         trans = btrfs_join_transaction(root);
6079         if (IS_ERR(trans))
6080                 return PTR_ERR(trans);
6081
6082         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6083         if (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT) {
6084                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6085                 btrfs_end_transaction(trans);
6086                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6087                 if (IS_ERR(trans))
6088                         return PTR_ERR(trans);
6089
6090                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6091         }
6092         btrfs_end_transaction(trans);
6093         if (inode->delayed_node)
6094                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6095
6096         return ret;
6097 }
6098
6099 /*
6100  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6101  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6102  */
6103 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, int flags)
6104 {
6105         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6106         bool dirty;
6107
6108         if (btrfs_root_readonly(root))
6109                 return -EROFS;
6110
6111         dirty = inode_update_timestamps(inode, flags);
6112         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6113 }
6114
6115 /*
6116  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6117  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6118  */
6119 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6120 {
6121         int ret = 0;
6122
6123         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6124                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6125                 if (ret) {
6126                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6127                         if (ret)
6128                                 return ret;
6129                 }
6130         }
6131
6132         *index = dir->index_cnt;
6133         dir->index_cnt++;
6134
6135         return ret;
6136 }
6137
6138 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6139 {
6140         struct btrfs_iget_args args;
6141
6142         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6143         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6144
6145         return insert_inode_locked4(inode,
6146                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6147                    btrfs_find_actor, &args);
6148 }
6149
6150 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6151                             unsigned int *trans_num_items)
6152 {
6153         struct inode *dir = args->dir;
6154         struct inode *inode = args->inode;
6155         int ret;
6156
6157         if (!args->orphan) {
6158                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6159                                              &args->fname);
6160                 if (ret)
6161                         return ret;
6162         }
6163
6164         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6165         if (ret) {
6166                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6167                 return ret;
6168         }
6169
6170         /* 1 to add inode item */
6171         *trans_num_items = 1;
6172         /* 1 to add compression property */
6173         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6174                 (*trans_num_items)++;
6175         /* 1 to add default ACL xattr */
6176         if (args->default_acl)
6177                 (*trans_num_items)++;
6178         /* 1 to add access ACL xattr */
6179         if (args->acl)
6180                 (*trans_num_items)++;
6181 #ifdef CONFIG_SECURITY
6182         /* 1 to add LSM xattr */
6183         if (dir->i_security)
6184                 (*trans_num_items)++;
6185 #endif
6186         if (args->orphan) {
6187                 /* 1 to add orphan item */
6188                 (*trans_num_items)++;
6189         } else {
6190                 /*
6191                  * 1 to add dir item
6192                  * 1 to add dir index
6193                  * 1 to update parent inode item
6194                  *
6195                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6196                  * inserted in a batch together with the inode item at
6197                  * btrfs_create_new_inode().
6198                  */
6199                 *trans_num_items += 3;
6200         }
6201         return 0;
6202 }
6203
6204 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6205 {
6206         posix_acl_release(args->acl);
6207         posix_acl_release(args->default_acl);
6208         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6209 }
6210
6211 /*
6212  * Inherit flags from the parent inode.
6213  *
6214  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6215  */
6216 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6217 {
6218         unsigned int flags;
6219
6220         flags = dir->flags;
6221
6222         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6223                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6224                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6225         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6226                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6227                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6228         }
6229
6230         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6231                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6232                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6233                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6234         }
6235
6236         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6237 }
6238
6239 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6240                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6241 {
6242         struct timespec64 ts;
6243         struct inode *dir = args->dir;
6244         struct inode *inode = args->inode;
6245         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6246         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
6247         struct btrfs_root *root;
6248         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6249         struct btrfs_key *location;
6250         struct btrfs_path *path;
6251         u64 objectid;
6252         struct btrfs_inode_ref *ref;
6253         struct btrfs_key key[2];
6254         u32 sizes[2];
6255         struct btrfs_item_batch batch;
6256         unsigned long ptr;
6257         int ret;
6258
6259         path = btrfs_alloc_path();
6260         if (!path)
6261                 return -ENOMEM;
6262
6263         if (!args->subvol)
6264                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6265         root = BTRFS_I(inode)->root;
6266
6267         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6268         if (ret)
6269                 goto out;
6270         inode->i_ino = objectid;
6271
6272         if (args->orphan) {
6273                 /*
6274                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6275                  * fill in an inode item with the correct link count.
6276                  */
6277                 set_nlink(inode, 0);
6278         } else {
6279                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6280
6281                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6282                 if (ret)
6283                         goto out;
6284         }
6285         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6286         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6287         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6288         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6289
6290         /*
6291          * We don't have any capability xattrs set here yet, shortcut any
6292          * queries for the xattrs here.  If we add them later via the inode
6293          * security init path or any other path this flag will be cleared.
6294          */
6295         set_bit(BTRFS_INODE_NO_CAP_XATTR, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6296
6297         /*
6298          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6299          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6300          * change it now without compatibility issues.
6301          */
6302         if (!args->subvol)
6303                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6304
6305         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6306                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6307                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6308                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6309                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6310                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6311         }
6312
6313         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6314         location->objectid = objectid;
6315         location->offset = 0;
6316         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6317
6318         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6319         if (ret < 0) {
6320                 if (!args->orphan)
6321                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6322                 goto out;
6323         }
6324
6325         /*
6326          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6327          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6328          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6329          * old info in the log.
6330          */
6331         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6332
6333         key[0].objectid = objectid;
6334         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6335         key[0].offset = 0;
6336
6337         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6338
6339         if (!args->orphan) {
6340                 /*
6341                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6342                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6343                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6344                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6345                  */
6346                 key[1].objectid = objectid;
6347                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6348                 if (args->subvol) {
6349                         key[1].offset = objectid;
6350                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6351                 } else {
6352                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6353                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6354                 }
6355         }
6356
6357         batch.keys = &key[0];
6358         batch.data_sizes = &sizes[0];
6359         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6360         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6361         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6362         if (ret != 0) {
6363                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6364                 goto discard;
6365         }
6366
6367         ts = simple_inode_init_ts(inode);
6368         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
6369         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
6370
6371         /*
6372          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6373          * must be fully initialized.
6374          */
6375
6376         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6377                                   struct btrfs_inode_item);
6378         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6379                              sizeof(*inode_item));
6380         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6381
6382         if (!args->orphan) {
6383                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6384                                      struct btrfs_inode_ref);
6385                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6386                 if (args->subvol) {
6387                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6388                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6389                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6390                 } else {
6391                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6392                                                      name->len);
6393                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6394                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6395                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6396                                             name->len);
6397                 }
6398         }
6399
6400         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, path->nodes[0]);
6401         /*
6402          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6403          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6404          * allocating yet another path. So just free our path.
6405          */
6406         btrfs_free_path(path);
6407         path = NULL;
6408
6409         if (args->subvol) {
6410                 struct inode *parent;
6411
6412                 /*
6413                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6414                  * not the directory they were created in.
6415                  */
6416                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6417                                     BTRFS_I(dir)->root);
6418                 if (IS_ERR(parent)) {
6419                         ret = PTR_ERR(parent);
6420                 } else {
6421                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6422                         iput(parent);
6423                 }
6424         } else {
6425                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6426         }
6427         if (ret) {
6428                 btrfs_err(fs_info,
6429                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6430                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6431                           ret);
6432         }
6433
6434         /*
6435          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6436          * probably a bug.
6437          */
6438         if (!args->subvol) {
6439                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6440                 if (ret) {
6441                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6442                         goto discard;
6443                 }
6444         }
6445
6446         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6447
6448         trace_btrfs_inode_new(inode);
6449         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6450
6451         btrfs_update_root_times(trans, root);
6452
6453         if (args->orphan) {
6454                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6455         } else {
6456                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6457                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6458         }
6459         if (ret) {
6460                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6461                 goto discard;
6462         }
6463
6464         return 0;
6465
6466 discard:
6467         /*
6468          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6469          * to the inode.
6470          */
6471         ihold(inode);
6472         discard_new_inode(inode);
6473 out:
6474         btrfs_free_path(path);
6475         return ret;
6476 }
6477
6478 /*
6479  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6480  * a give name and a given sequence number.
6481  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6482  * inode to the parent directory.
6483  */
6484 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6485                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6486                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6487 {
6488         int ret = 0;
6489         struct btrfs_key key;
6490         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6491         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6492         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6493
6494         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6495                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6496         } else {
6497                 key.objectid = ino;
6498                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6499                 key.offset = 0;
6500         }
6501
6502         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6503                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6504                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6505                                          index, name);
6506         } else if (add_backref) {
6507                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6508                                              ino, parent_ino, index);
6509         }
6510
6511         /* Nothing to clean up yet */
6512         if (ret)
6513                 return ret;
6514
6515         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6516                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6517         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6518                 goto fail_dir_item;
6519         else if (ret) {
6520                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6521                 return ret;
6522         }
6523
6524         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6525                            name->len * 2);
6526         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6527         /*
6528          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6529          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6530          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6531          * values (the ones it had when the fsync was done).
6532          */
6533         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags))
6534                 inode_set_mtime_to_ts(&parent_inode->vfs_inode,
6535                                       inode_set_ctime_current(&parent_inode->vfs_inode));
6536
6537         ret = btrfs_update_inode(trans, parent_inode);
6538         if (ret)
6539                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6540         return ret;
6541
6542 fail_dir_item:
6543         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6544                 u64 local_index;
6545                 int err;
6546                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6547                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6548                                          &local_index, name);
6549                 if (err)
6550                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6551         } else if (add_backref) {
6552                 u64 local_index;
6553                 int err;
6554
6555                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6556                                           &local_index);
6557                 if (err)
6558                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6559         }
6560
6561         /* Return the original error code */
6562         return ret;
6563 }
6564
6565 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6566                                struct inode *inode)
6567 {
6568         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
6569         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6570         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6571                 .dir = dir,
6572                 .dentry = dentry,
6573                 .inode = inode,
6574         };
6575         unsigned int trans_num_items;
6576         struct btrfs_trans_handle *trans;
6577         int err;
6578
6579         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6580         if (err)
6581                 goto out_inode;
6582
6583         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6584         if (IS_ERR(trans)) {
6585                 err = PTR_ERR(trans);
6586                 goto out_new_inode_args;
6587         }
6588
6589         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6590         if (!err)
6591                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6592
6593         btrfs_end_transaction(trans);
6594         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6595 out_new_inode_args:
6596         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6597 out_inode:
6598         if (err)
6599                 iput(inode);
6600         return err;
6601 }
6602
6603 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6604                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6605 {
6606         struct inode *inode;
6607
6608         inode = new_inode(dir->i_sb);
6609         if (!inode)
6610                 return -ENOMEM;
6611         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6612         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6613         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6614         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6615 }
6616
6617 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6618                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6619 {
6620         struct inode *inode;
6621
6622         inode = new_inode(dir->i_sb);
6623         if (!inode)
6624                 return -ENOMEM;
6625         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6626         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6627         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6628         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6629         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6630 }
6631
6632 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6633                       struct dentry *dentry)
6634 {
6635         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6636         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6637         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6638         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
6639         struct fscrypt_name fname;
6640         u64 index;
6641         int err;
6642         int drop_inode = 0;
6643
6644         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6645         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6646                 return -EXDEV;
6647
6648         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6649                 return -EMLINK;
6650
6651         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6652         if (err)
6653                 goto fail;
6654
6655         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6656         if (err)
6657                 goto fail;
6658
6659         /*
6660          * 2 items for inode and inode ref
6661          * 2 items for dir items
6662          * 1 item for parent inode
6663          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6664          */
6665         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6666         if (IS_ERR(trans)) {
6667                 err = PTR_ERR(trans);
6668                 trans = NULL;
6669                 goto fail;
6670         }
6671
6672         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6673         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6674         inc_nlink(inode);
6675         inode_inc_iversion(inode);
6676         inode_set_ctime_current(inode);
6677         ihold(inode);
6678         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6679
6680         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6681                              &fname.disk_name, 1, index);
6682
6683         if (err) {
6684                 drop_inode = 1;
6685         } else {
6686                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6687
6688                 err = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
6689                 if (err)
6690                         goto fail;
6691                 if (inode->i_nlink == 1) {
6692                         /*
6693                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6694                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6695                          */
6696                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6697                         if (err)
6698                                 goto fail;
6699                 }
6700                 d_instantiate(dentry, inode);
6701                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6702         }
6703
6704 fail:
6705         fscrypt_free_filename(&fname);
6706         if (trans)
6707                 btrfs_end_transaction(trans);
6708         if (drop_inode) {
6709                 inode_dec_link_count(inode);
6710                 iput(inode);
6711         }
6712         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6713         return err;
6714 }
6715
6716 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6717                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6718 {
6719         struct inode *inode;
6720
6721         inode = new_inode(dir->i_sb);
6722         if (!inode)
6723                 return -ENOMEM;
6724         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6725         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6726         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6727         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6728 }
6729
6730 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6731                                       struct page *page,
6732                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6733 {
6734         int ret;
6735         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6736         char *tmp;
6737         size_t max_size;
6738         unsigned long inline_size;
6739         unsigned long ptr;
6740         int compress_type;
6741
6742         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6743         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6744         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6745         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6746         if (!tmp)
6747                 return -ENOMEM;
6748         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6749
6750         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6751
6752         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6753         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6754
6755         /*
6756          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6757          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6758          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6759          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6760          * cover that region here.
6761          */
6762
6763         if (max_size < PAGE_SIZE)
6764                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6765         kfree(tmp);
6766         return ret;
6767 }
6768
6769 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6770                               struct page *page)
6771 {
6772         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6773         void *kaddr;
6774         size_t copy_size;
6775
6776         if (!page || PageUptodate(page))
6777                 return 0;
6778
6779         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6780
6781         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6782                             struct btrfs_file_extent_item);
6783         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6784                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6785
6786         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6787                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6788         kaddr = kmap_local_page(page);
6789         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6790                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6791         kunmap_local(kaddr);
6792         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6793                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6794         return 0;
6795 }
6796
6797 /*
6798  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6799  *
6800  * @inode:      file to search in
6801  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6802  * @start:      file offset
6803  * @len:        length of range starting at @start
6804  *
6805  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6806  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6807  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6808  *
6809  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6810  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6811  *
6812  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6813  */
6814 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6815                                     struct page *page, u64 start, u64 len)
6816 {
6817         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6818         int ret = 0;
6819         u64 extent_start = 0;
6820         u64 extent_end = 0;
6821         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6822         int extent_type = -1;
6823         struct btrfs_path *path = NULL;
6824         struct btrfs_root *root = inode->root;
6825         struct btrfs_file_extent_item *item;
6826         struct extent_buffer *leaf;
6827         struct btrfs_key found_key;
6828         struct extent_map *em = NULL;
6829         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6830
6831         read_lock(&em_tree->lock);
6832         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6833         read_unlock(&em_tree->lock);
6834
6835         if (em) {
6836                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6837                         free_extent_map(em);
6838                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6839                         free_extent_map(em);
6840                 else
6841                         goto out;
6842         }
6843         em = alloc_extent_map();
6844         if (!em) {
6845                 ret = -ENOMEM;
6846                 goto out;
6847         }
6848         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6849         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6850         em->len = (u64)-1;
6851         em->block_len = (u64)-1;
6852
6853         path = btrfs_alloc_path();
6854         if (!path) {
6855                 ret = -ENOMEM;
6856                 goto out;
6857         }
6858
6859         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6860         path->reada = READA_FORWARD;
6861
6862         /*
6863          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6864          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6865          * point the commit_root has everything we need.
6866          */
6867         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6868                 path->search_commit_root = 1;
6869                 path->skip_locking = 1;
6870         }
6871
6872         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6873         if (ret < 0) {
6874                 goto out;
6875         } else if (ret > 0) {
6876                 if (path->slots[0] == 0)
6877                         goto not_found;
6878                 path->slots[0]--;
6879                 ret = 0;
6880         }
6881
6882         leaf = path->nodes[0];
6883         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6884                               struct btrfs_file_extent_item);
6885         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6886         if (found_key.objectid != objectid ||
6887             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6888                 /*
6889                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6890                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6891                  * say there is a hole for our whole search range which can
6892                  * cause problems.
6893                  */
6894                 extent_end = start;
6895                 goto next;
6896         }
6897
6898         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6899         extent_start = found_key.offset;
6900         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6901         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6902             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6903                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6904                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6905                         ret = -EUCLEAN;
6906                         btrfs_crit(fs_info,
6907                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6908                                    btrfs_ino(inode));
6909                         goto out;
6910                 }
6911                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6912                                                        extent_start);
6913         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6914                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6915                                                       path->slots[0],
6916                                                       extent_start);
6917         }
6918 next:
6919         if (start >= extent_end) {
6920                 path->slots[0]++;
6921                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6922                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6923                         if (ret < 0)
6924                                 goto out;
6925                         else if (ret > 0)
6926                                 goto not_found;
6927
6928                         leaf = path->nodes[0];
6929                 }
6930                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6931                 if (found_key.objectid != objectid ||
6932                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6933                         goto not_found;
6934                 if (start + len <= found_key.offset)
6935                         goto not_found;
6936                 if (start > found_key.offset)
6937                         goto next;
6938
6939                 /* New extent overlaps with existing one */
6940                 em->start = start;
6941                 em->orig_start = start;
6942                 em->len = found_key.offset - start;
6943                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6944                 goto insert;
6945         }
6946
6947         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6948
6949         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6950             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6951                 goto insert;
6952         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6953                 /*
6954                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6955                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6956                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6957                  */
6958                 ASSERT(extent_start == 0);
6959                 ASSERT(em->start == 0);
6960
6961                 /*
6962                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6963                  * initialized em members already.
6964                  *
6965                  * Other members are not utilized for inline extents.
6966                  */
6967                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6968                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6969
6970                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6971                 if (ret < 0)
6972                         goto out;
6973                 goto insert;
6974         }
6975 not_found:
6976         em->start = start;
6977         em->orig_start = start;
6978         em->len = len;
6979         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6980 insert:
6981         ret = 0;
6982         btrfs_release_path(path);
6983         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6984                 btrfs_err(fs_info,
6985                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6986                           em->start, em->len, start, len);
6987                 ret = -EIO;
6988                 goto out;
6989         }
6990
6991         write_lock(&em_tree->lock);
6992         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6993         write_unlock(&em_tree->lock);
6994 out:
6995         btrfs_free_path(path);
6996
6997         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6998
6999         if (ret) {
7000                 free_extent_map(em);
7001                 return ERR_PTR(ret);
7002         }
7003         return em;
7004 }
7005
7006 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
7007                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
7008                                                   const u64 start,
7009                                                   const u64 len,
7010                                                   const u64 orig_start,
7011                                                   const u64 block_start,
7012                                                   const u64 block_len,
7013                                                   const u64 orig_block_len,
7014                                                   const u64 ram_bytes,
7015                                                   const int type)
7016 {
7017         struct extent_map *em = NULL;
7018         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7019
7020         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7021                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7022                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7023                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7024                                   type);
7025                 if (IS_ERR(em))
7026                         goto out;
7027         }
7028         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, len, len,
7029                                              block_start, block_len, 0,
7030                                              (1 << type) |
7031                                              (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7032                                              BTRFS_COMPRESS_NONE);
7033         if (IS_ERR(ordered)) {
7034                 if (em) {
7035                         free_extent_map(em);
7036                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
7037                                                     start + len - 1, false);
7038                 }
7039                 em = ERR_CAST(ordered);
7040         } else {
7041                 ASSERT(!dio_data->ordered);
7042                 dio_data->ordered = ordered;
7043         }
7044  out:
7045
7046         return em;
7047 }
7048
7049 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7050                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
7051                                                   u64 start, u64 len)
7052 {
7053         struct btrfs_root *root = inode->root;
7054         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7055         struct extent_map *em;
7056         struct btrfs_key ins;
7057         u64 alloc_hint;
7058         int ret;
7059
7060         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7061 again:
7062         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7063                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7064         if (ret == -EAGAIN) {
7065                 ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
7066                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags, BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
7067                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
7068                 goto again;
7069         }
7070         if (ret)
7071                 return ERR_PTR(ret);
7072
7073         em = btrfs_create_dio_extent(inode, dio_data, start, ins.offset, start,
7074                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7075                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7076         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7077         if (IS_ERR(em))
7078                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7079                                            1);
7080
7081         return em;
7082 }
7083
7084 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7085 {
7086         struct btrfs_block_group *block_group;
7087         bool readonly = false;
7088
7089         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7090         if (!block_group || block_group->ro)
7091                 readonly = true;
7092         if (block_group)
7093                 btrfs_put_block_group(block_group);
7094         return readonly;
7095 }
7096
7097 /*
7098  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7099  *
7100  * @offset:     File offset
7101  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7102  *              range
7103  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7104  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7105  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7106  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7107  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7108  *
7109  * Return:
7110  * >0   and update @len if we can do nocow write
7111  *  0   if we can't do nocow write
7112  * <0   if error happened
7113  *
7114  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7115  *       any ordered extents.
7116  */
7117 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7118                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7119                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7120 {
7121         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
7122         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7123         struct btrfs_path *path;
7124         int ret;
7125         struct extent_buffer *leaf;
7126         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7127         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7128         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7129         struct btrfs_key key;
7130         int found_type;
7131
7132         path = btrfs_alloc_path();
7133         if (!path)
7134                 return -ENOMEM;
7135         path->nowait = nowait;
7136
7137         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7138                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7139         if (ret < 0)
7140                 goto out;
7141
7142         if (ret == 1) {
7143                 if (path->slots[0] == 0) {
7144                         /* can't find the item, must cow */
7145                         ret = 0;
7146                         goto out;
7147                 }
7148                 path->slots[0]--;
7149         }
7150         ret = 0;
7151         leaf = path->nodes[0];
7152         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7153         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7154             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7155                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7156                 goto out;
7157         }
7158
7159         if (key.offset > offset) {
7160                 /* Wrong offset, must cow */
7161                 goto out;
7162         }
7163
7164         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7165                 goto out;
7166
7167         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7168         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7169         if (ram_bytes)
7170                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7171
7172         nocow_args.start = offset;
7173         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7174         nocow_args.strict = strict;
7175         nocow_args.free_path = true;
7176
7177         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7178         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7179         path = NULL;
7180
7181         if (ret != 1) {
7182                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7183                 ret = 0;
7184                 goto out;
7185         }
7186
7187         ret = 0;
7188         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7189                 goto out;
7190
7191         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7192             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7193                 u64 range_end;
7194
7195                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7196                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7197                 ret = test_range_bit_exists(io_tree, offset, range_end, EXTENT_DELALLOC);
7198                 if (ret) {
7199                         ret = -EAGAIN;
7200                         goto out;
7201                 }
7202         }
7203
7204         if (orig_start)
7205                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7206         if (orig_block_len)
7207                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7208
7209         *len = nocow_args.num_bytes;
7210         ret = 1;
7211 out:
7212         btrfs_free_path(path);
7213         return ret;
7214 }
7215
7216 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7217                               struct extent_state **cached_state,
7218                               unsigned int iomap_flags)
7219 {
7220         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7221         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7222         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7223         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7224         int ret = 0;
7225
7226         while (1) {
7227                 if (nowait) {
7228                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7229                                              cached_state))
7230                                 return -EAGAIN;
7231                 } else {
7232                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7233                 }
7234                 /*
7235                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7236                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7237                  * extents in this range.
7238                  */
7239                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7240                                                      lockend - lockstart + 1);
7241
7242                 /*
7243                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7244                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7245                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7246                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7247                  * get stale data.
7248                  */
7249                 if (!ordered &&
7250                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7251                                                          lockstart, lockend)))
7252                         break;
7253
7254                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7255
7256                 if (ordered) {
7257                         if (nowait) {
7258                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7259                                 ret = -EAGAIN;
7260                                 break;
7261                         }
7262                         /*
7263                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7264                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7265                          * to complete and retry, because if we do so we can
7266                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7267                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7268                          * than one extent map, if at this point has already
7269                          * created an ordered extent for a previous extent map
7270                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7271                          * concurrent write against that previous extent map's
7272                          * range and this range started (we unlock the ranges
7273                          * in the io tree only when the bios complete and
7274                          * buffered writes always lock pages before attempting
7275                          * to lock range in the io tree).
7276                          */
7277                         if (writing ||
7278                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7279                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7280                         else
7281                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7282                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7283                 } else {
7284                         /*
7285                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7286                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7287                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7288                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7289                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7290                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7291                          * ordered dio extent we created before but did not have
7292                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7293                          * complete), which makes readahead wait for that
7294                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7295                          * that page.
7296                          */
7297                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7298                 }
7299
7300                 if (ret)
7301                         break;
7302
7303                 cond_resched();
7304         }
7305
7306         return ret;
7307 }
7308
7309 /* The callers of this must take lock_extent() */
7310 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7311                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7312                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7313                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7314                                        int type)
7315 {
7316         struct extent_map *em;
7317         int ret;
7318
7319         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7320                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7321                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7322                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7323
7324         em = alloc_extent_map();
7325         if (!em)
7326                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7327
7328         em->start = start;
7329         em->orig_start = orig_start;
7330         em->len = len;
7331         em->block_len = block_len;
7332         em->block_start = block_start;
7333         em->orig_block_len = orig_block_len;
7334         em->ram_bytes = ram_bytes;
7335         em->generation = -1;
7336         em->flags |= EXTENT_FLAG_PINNED;
7337         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
7338                 em->flags |= EXTENT_FLAG_FILLING;
7339         else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED)
7340                 extent_map_set_compression(em, compress_type);
7341
7342         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7343         if (ret) {
7344                 free_extent_map(em);
7345                 return ERR_PTR(ret);
7346         }
7347
7348         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7349         return em;
7350 }
7351
7352
7353 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7354                                          struct inode *inode,
7355                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7356                                          u64 start, u64 *lenp,
7357                                          unsigned int iomap_flags)
7358 {
7359         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7360         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
7361         struct extent_map *em = *map;
7362         int type;
7363         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7364         struct btrfs_block_group *bg;
7365         bool can_nocow = false;
7366         bool space_reserved = false;
7367         u64 len = *lenp;
7368         u64 prev_len;
7369         int ret = 0;
7370
7371         /*
7372          * We don't allocate a new extent in the following cases
7373          *
7374          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7375          * existing extent.
7376          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7377          * just use the extent.
7378          *
7379          */
7380         if ((em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC) ||
7381             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7382              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7383                 if (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)
7384                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7385                 else
7386                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7387                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7388                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7389
7390                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7391                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7392                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7393                         if (bg)
7394                                 can_nocow = true;
7395                 }
7396         }
7397
7398         prev_len = len;
7399         if (can_nocow) {
7400                 struct extent_map *em2;
7401
7402                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7403                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7404                                                       nowait);
7405                 if (ret < 0) {
7406                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7407                         free_extent_map(em);
7408                         *map = NULL;
7409                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7410                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7411                                 ret = -EAGAIN;
7412                         goto out;
7413                 }
7414                 space_reserved = true;
7415
7416                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len,
7417                                               orig_start, block_start,
7418                                               len, orig_block_len,
7419                                               ram_bytes, type);
7420                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7421                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7422                         free_extent_map(em);
7423                         *map = em2;
7424                         em = em2;
7425                 }
7426
7427                 if (IS_ERR(em2)) {
7428                         ret = PTR_ERR(em2);
7429                         goto out;
7430                 }
7431
7432                 dio_data->nocow_done = true;
7433         } else {
7434                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7435                 free_extent_map(em);
7436                 *map = NULL;
7437
7438                 if (nowait) {
7439                         ret = -EAGAIN;
7440                         goto out;
7441                 }
7442
7443                 /*
7444                  * If we could not allocate data space before locking the file
7445                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7446                  */
7447                 if (!dio_data->data_space_reserved) {
7448                         ret = -ENOSPC;
7449                         goto out;
7450                 }
7451
7452                 /*
7453                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7454                  * so now we reserve only metadata.
7455                  */
7456                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7457                                                       false);
7458                 if (ret < 0)
7459                         goto out;
7460                 space_reserved = true;
7461
7462                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len);
7463                 if (IS_ERR(em)) {
7464                         ret = PTR_ERR(em);
7465                         goto out;
7466                 }
7467                 *map = em;
7468                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7469                 if (len < prev_len)
7470                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7471                                                         prev_len - len, true);
7472         }
7473
7474         /*
7475          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7476          * for an outstanding extent.
7477          */
7478         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7479
7480         /*
7481          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7482          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7483          */
7484         if (start + len > i_size_read(inode))
7485                 i_size_write(inode, start + len);
7486 out:
7487         if (ret && space_reserved) {
7488                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7489                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7490         }
7491         *lenp = len;
7492         return ret;
7493 }
7494
7495 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7496                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7497                 struct iomap *srcmap)
7498 {
7499         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7500         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
7501         struct extent_map *em;
7502         struct extent_state *cached_state = NULL;
7503         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7504         u64 lockstart, lockend;
7505         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7506         int ret = 0;
7507         u64 len = length;
7508         const u64 data_alloc_len = length;
7509         bool unlock_extents = false;
7510
7511         /*
7512          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7513          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7514          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7515          *
7516          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7517          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7518          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7519          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7520          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7521          */
7522         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7523                 return -EAGAIN;
7524
7525         /*
7526          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7527          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7528          */
7529         if (!write)
7530                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7531
7532         lockstart = start;
7533         lockend = start + len - 1;
7534
7535         /*
7536          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7537          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7538          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7539          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7540          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7541          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7542          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7543          *
7544          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7545          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7546          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7547          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7548          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7549          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7550          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7551          * the file range yet.
7552          */
7553         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7554                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7555                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7556                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7557                                                           lockstart, lockend))
7558                                 return -EAGAIN;
7559                 } else {
7560                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7561                                                        start + length - 1);
7562                         if (ret)
7563                                 return ret;
7564                 }
7565         }
7566
7567         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7568
7569         /*
7570          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7571          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7572          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7573          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7574          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7575          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7576          * NOCOW write.
7577          */
7578         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7579                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7580                                                   &dio_data->data_reserved,
7581                                                   start, data_alloc_len, false);
7582                 if (!ret)
7583                         dio_data->data_space_reserved = true;
7584                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7585                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7586                         goto err;
7587         }
7588
7589         /*
7590          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7591          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7592          * NOWAIT read/write and we need to block.
7593          */
7594         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7595         if (ret < 0)
7596                 goto err;
7597
7598         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, start, len);
7599         if (IS_ERR(em)) {
7600                 ret = PTR_ERR(em);
7601                 goto unlock_err;
7602         }
7603
7604         /*
7605          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7606          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7607          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7608          * buffered path.
7609          *
7610          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7611          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7612          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7613          *
7614          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7615          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7616          * the generic code.
7617          */
7618         if (extent_map_is_compressed(em) ||
7619             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7620                 free_extent_map(em);
7621                 /*
7622                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7623                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7624                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7625                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7626                  * space - this happens if we were able to read some data from
7627                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7628                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7629                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7630                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7631                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7632                  */
7633                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7634                 goto unlock_err;
7635         }
7636
7637         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7638
7639         /*
7640          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7641          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7642          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7643          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7644          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7645          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7646          *
7647          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7648          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7649          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7650          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7651          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7652          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7653          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7654          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7655          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7656          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7657          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7658          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7659          */
7660         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7661                 free_extent_map(em);
7662                 ret = -EAGAIN;
7663                 goto unlock_err;
7664         }
7665
7666         if (write) {
7667                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7668                                                     start, &len, flags);
7669                 if (ret < 0)
7670                         goto unlock_err;
7671                 unlock_extents = true;
7672                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7673                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7674                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7675                         u64 release_offset;
7676                         u64 release_len = 0;
7677
7678                         if (dio_data->nocow_done) {
7679                                 release_offset = start;
7680                                 release_len = data_alloc_len;
7681                         } else if (len < data_alloc_len) {
7682                                 release_offset = start + len;
7683                                 release_len = data_alloc_len - len;
7684                         }
7685
7686                         if (release_len > 0)
7687                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7688                                                                dio_data->data_reserved,
7689                                                                release_offset,
7690                                                                release_len);
7691                 }
7692         } else {
7693                 /*
7694                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7695                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7696                  */
7697                 lockstart = start + len;
7698                 if (lockstart < lockend)
7699                         unlock_extents = true;
7700         }
7701
7702         if (unlock_extents)
7703                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7704                               &cached_state);
7705         else
7706                 free_extent_state(cached_state);
7707
7708         /*
7709          * Translate extent map information to iomap.
7710          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7711          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7712          */
7713         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7714             ((em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC) && !write)) {
7715                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7716                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7717         } else {
7718                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7719                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7720         }
7721         iomap->offset = start;
7722         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7723         iomap->length = len;
7724         free_extent_map(em);
7725
7726         return 0;
7727
7728 unlock_err:
7729         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7730                       &cached_state);
7731 err:
7732         if (dio_data->data_space_reserved) {
7733                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7734                                                dio_data->data_reserved,
7735                                                start, data_alloc_len);
7736                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7737         }
7738
7739         return ret;
7740 }
7741
7742 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7743                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7744 {
7745         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7746         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7747         size_t submitted = dio_data->submitted;
7748         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7749         int ret = 0;
7750
7751         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7752                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7753                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7754                               NULL);
7755                 return 0;
7756         }
7757
7758         if (submitted < length) {
7759                 pos += submitted;
7760                 length -= submitted;
7761                 if (write)
7762                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7763                                                     pos, length, false);
7764                 else
7765                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7766                                       pos + length - 1, NULL);
7767                 ret = -ENOTBLK;
7768         }
7769         if (write) {
7770                 btrfs_put_ordered_extent(dio_data->ordered);
7771                 dio_data->ordered = NULL;
7772         }
7773
7774         if (write)
7775                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7776         return ret;
7777 }
7778
7779 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7780 {
7781         struct btrfs_dio_private *dip =
7782                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7783         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7784         struct bio *bio = &bbio->bio;
7785
7786         if (bio->bi_status) {
7787                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7788                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7789                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7790                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7791         }
7792
7793         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7794                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, NULL,
7795                                             dip->file_offset, dip->bytes,
7796                                             !bio->bi_status);
7797         } else {
7798                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7799                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7800         }
7801
7802         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7803         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7804 }
7805
7806 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7807                                 loff_t file_offset)
7808 {
7809         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7810         struct btrfs_dio_private *dip =
7811                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7812         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7813
7814         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode)->root->fs_info,
7815                        btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7816         bbio->inode = BTRFS_I(iter->inode);
7817         bbio->file_offset = file_offset;
7818
7819         dip->file_offset = file_offset;
7820         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7821
7822         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7823
7824         /*
7825          * Check if we are doing a partial write.  If we are, we need to split
7826          * the ordered extent to match the submitted bio.  Hang on to the
7827          * remaining unfinishable ordered_extent in dio_data so that it can be
7828          * cancelled in iomap_end to avoid a deadlock wherein faulting the
7829          * remaining pages is blocked on the outstanding ordered extent.
7830          */
7831         if (iter->flags & IOMAP_WRITE) {
7832                 int ret;
7833
7834                 ret = btrfs_extract_ordered_extent(bbio, dio_data->ordered);
7835                 if (ret) {
7836                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7837                                                     file_offset, dip->bytes,
7838                                                     !ret);
7839                         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
7840                         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7841                         return;
7842                 }
7843         }
7844
7845         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
7846 }
7847
7848 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7849         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7850         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7851 };
7852
7853 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7854         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7855         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7856 };
7857
7858 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7859 {
7860         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7861
7862         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7863                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7864 }
7865
7866 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7867                                   size_t done_before)
7868 {
7869         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7870
7871         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7872                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7873 }
7874
7875 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7876                         u64 start, u64 len)
7877 {
7878         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(inode);
7879         int     ret;
7880
7881         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7882         if (ret)
7883                 return ret;
7884
7885         /*
7886          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7887          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7888          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7889          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7890          * before the compression is done and writeback is started. A second
7891          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7892          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7893          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7894          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7895          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7896          * if we have delalloc in those ranges.
7897          */
7898         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7899                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7900                 if (ret)
7901                         return ret;
7902         }
7903
7904         btrfs_inode_lock(btrfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
7905
7906         /*
7907          * We did an initial flush to avoid holding the inode's lock while
7908          * triggering writeback and waiting for the completion of IO and ordered
7909          * extents. Now after we locked the inode we do it again, because it's
7910          * possible a new write may have happened in between those two steps.
7911          */
7912         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7913                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7914                 if (ret) {
7915                         btrfs_inode_unlock(btrfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
7916                         return ret;
7917                 }
7918         }
7919
7920         ret = extent_fiemap(btrfs_inode, fieinfo, start, len);
7921         btrfs_inode_unlock(btrfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
7922
7923         return ret;
7924 }
7925
7926 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
7927                             struct writeback_control *wbc)
7928 {
7929         return extent_writepages(mapping, wbc);
7930 }
7931
7932 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
7933 {
7934         extent_readahead(rac);
7935 }
7936
7937 /*
7938  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7939  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7940  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7941  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7942  * spinlock.
7943  */
7944 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7945 {
7946         struct btrfs_fs_info *fs_info = page_to_fs_info(page);
7947         struct folio *folio = page_folio(page);
7948         struct btrfs_subpage *subpage;
7949
7950         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page->mapping))
7951                 return;
7952
7953         ASSERT(folio_test_private(folio) && folio_get_private(folio));
7954         subpage = folio_get_private(folio);
7955
7956         /*
7957          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7958          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7959          * still holding the subpage spinlock.
7960          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7961          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7962          * function to clear page writeback.
7963          *
7964          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7965          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7966          */
7967         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7968         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7969 }
7970
7971 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7972 {
7973         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
7974
7975         if (ret == 1) {
7976                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7977                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
7978         }
7979         return ret;
7980 }
7981
7982 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7983 {
7984         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7985                 return false;
7986         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7987 }
7988
7989 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7990 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7991                              struct folio *dst, struct folio *src,
7992                              enum migrate_mode mode)
7993 {
7994         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
7995
7996         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
7997                 return ret;
7998
7999         if (folio_test_ordered(src)) {
8000                 folio_clear_ordered(src);
8001                 folio_set_ordered(dst);
8002         }
8003
8004         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8005 }
8006 #else
8007 #define btrfs_migrate_folio NULL
8008 #endif
8009
8010 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
8011                                  size_t length)
8012 {
8013         struct btrfs_inode *inode = folio_to_inode(folio);
8014         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8015         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8016         struct extent_state *cached_state = NULL;
8017         u64 page_start = folio_pos(folio);
8018         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
8019         u64 cur;
8020         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8021
8022         /*
8023          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
8024          * page, nor bio can be submitted for this folio.
8025          *
8026          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
8027          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
8028          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8029          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
8030          * on one folio.
8031          *
8032          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8033          * do double ordered extent accounting on the same folio.
8034          */
8035         folio_wait_writeback(folio);
8036         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8037
8038         /*
8039          * For subpage case, we have call sites like
8040          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8041          * sectorsize.
8042          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
8043          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
8044          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8045          *
8046          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
8047          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
8048          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8049          */
8050         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
8051                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8052                 return;
8053         }
8054
8055         if (!inode_evicting)
8056                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8057
8058         cur = page_start;
8059         while (cur < page_end) {
8060                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8061                 u64 range_end;
8062                 u32 range_len;
8063                 u32 extra_flags = 0;
8064
8065                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8066                                                            page_end + 1 - cur);
8067                 if (!ordered) {
8068                         range_end = page_end;
8069                         /*
8070                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8071                          * to delete all extent states in the range.
8072                          */
8073                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8074                         goto next;
8075                 }
8076                 if (ordered->file_offset > cur) {
8077                         /*
8078                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8079                          * covered by any ordered extent.
8080                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8081                          * the ordered extent in the next iteration.
8082                          */
8083                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8084                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8085                         goto next;
8086                 }
8087
8088                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8089                                 page_end);
8090                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8091                 range_len = range_end + 1 - cur;
8092                 if (!btrfs_folio_test_ordered(fs_info, folio, cur, range_len)) {
8093                         /*
8094                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8095                          * already been executed for the range.
8096                          * We can't delete the extent states as
8097                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8098                          */
8099                         goto next;
8100                 }
8101                 btrfs_folio_clear_ordered(fs_info, folio, cur, range_len);
8102
8103                 /*
8104                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8105                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8106                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8107                  *
8108                  * This will also unlock the range for incoming
8109                  * btrfs_finish_ordered_io().
8110                  */
8111                 if (!inode_evicting)
8112                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8113                                          EXTENT_DELALLOC |
8114                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8115                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8116
8117                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
8118                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8119                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8120                                              cur - ordered->file_offset);
8121                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
8122
8123                 /*
8124                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8125                  * the extent states of the range, otherwise
8126                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8127                  * other pages, so we can't delete extent states.
8128                  */
8129                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8130                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8131                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8132                         /*
8133                          * The ordered extent has finished, now we're again
8134                          * safe to delete all extent states of the range.
8135                          */
8136                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8137                 }
8138 next:
8139                 if (ordered)
8140                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8141                 /*
8142                  * Qgroup reserved space handler
8143                  * Sector(s) here will be either:
8144                  *
8145                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8146                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8147                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8148                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8149                  *
8150                  * 2) Not written to disk yet
8151                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8152                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8153                  *    reserved data space.
8154                  *    Since the IO will never happen for this page.
8155                  */
8156                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur, NULL);
8157                 if (!inode_evicting) {
8158                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8159                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8160                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8161                                  extra_flags, &cached_state);
8162                 }
8163                 cur = range_end + 1;
8164         }
8165         /*
8166          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8167          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8168          * did something wrong.
8169          */
8170         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8171         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8172         if (!inode_evicting)
8173                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8174         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8175 }
8176
8177 /*
8178  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8179  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8180  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8181  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8182  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8183  * support these features.
8184  *
8185  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8186  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8187  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8188  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8189  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8190  * unlock the page.
8191  */
8192 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8193 {
8194         struct page *page = vmf->page;
8195         struct folio *folio = page_folio(page);
8196         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8197         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
8198         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8199         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8200         struct extent_state *cached_state = NULL;
8201         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8202         unsigned long zero_start;
8203         loff_t size;
8204         vm_fault_t ret;
8205         int ret2;
8206         int reserved = 0;
8207         u64 reserved_space;
8208         u64 page_start;
8209         u64 page_end;
8210         u64 end;
8211
8212         ASSERT(folio_order(folio) == 0);
8213
8214         reserved_space = PAGE_SIZE;
8215
8216         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8217         page_start = page_offset(page);
8218         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8219         end = page_end;
8220
8221         /*
8222          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8223          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8224          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8225          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8226          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8227          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8228          */
8229         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8230                                             page_start, reserved_space);
8231         if (!ret2) {
8232                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8233                 reserved = 1;
8234         }
8235         if (ret2) {
8236                 ret = vmf_error(ret2);
8237                 if (reserved)
8238                         goto out;
8239                 goto out_noreserve;
8240         }
8241
8242         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8243 again:
8244         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8245         lock_page(page);
8246         size = i_size_read(inode);
8247
8248         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8249             (page_start >= size)) {
8250                 /* page got truncated out from underneath us */
8251                 goto out_unlock;
8252         }
8253         wait_on_page_writeback(page);
8254
8255         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8256         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8257         if (ret2 < 0) {
8258                 ret = vmf_error(ret2);
8259                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8260                 goto out_unlock;
8261         }
8262
8263         /*
8264          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8265          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8266          */
8267         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8268                         PAGE_SIZE);
8269         if (ordered) {
8270                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8271                 unlock_page(page);
8272                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8273                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
8274                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8275                 goto again;
8276         }
8277
8278         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8279                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8280                                           fs_info->sectorsize);
8281                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8282                         end = page_start + reserved_space - 1;
8283                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8284                                         data_reserved, page_start,
8285                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8286                 }
8287         }
8288
8289         /*
8290          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8291          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8292          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8293          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8294          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8295          */
8296         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8297                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8298                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8299
8300         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8301                                         &cached_state);
8302         if (ret2) {
8303                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8304                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8305                 goto out_unlock;
8306         }
8307
8308         /* page is wholly or partially inside EOF */
8309         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8310                 zero_start = offset_in_page(size);
8311         else
8312                 zero_start = PAGE_SIZE;
8313
8314         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8315                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8316
8317         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, page_start, PAGE_SIZE);
8318         btrfs_folio_set_dirty(fs_info, folio, page_start, end + 1 - page_start);
8319         btrfs_folio_set_uptodate(fs_info, folio, page_start, end + 1 - page_start);
8320
8321         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8322
8323         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8324         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8325
8326         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8327         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8328         extent_changeset_free(data_reserved);
8329         return VM_FAULT_LOCKED;
8330
8331 out_unlock:
8332         unlock_page(page);
8333         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8334 out:
8335         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8336         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8337                                      reserved_space, (ret != 0));
8338 out_noreserve:
8339         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8340         extent_changeset_free(data_reserved);
8341         return ret;
8342 }
8343
8344 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8345 {
8346         struct btrfs_truncate_control control = {
8347                 .inode = inode,
8348                 .ino = btrfs_ino(inode),
8349                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8350                 .clear_extent_range = true,
8351         };
8352         struct btrfs_root *root = inode->root;
8353         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8354         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8355         int ret;
8356         struct btrfs_trans_handle *trans;
8357         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8358         const u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8359
8360         if (!skip_writeback) {
8361                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8362                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8363                                                (u64)-1);
8364                 if (ret)
8365                         return ret;
8366         }
8367
8368         /*
8369          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8370          * things going on here:
8371          *
8372          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8373          *
8374          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8375          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8376          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8377          * very much snapshotting).
8378          *
8379          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8380          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8381          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8382          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8383          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8384          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8385          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8386          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8387          * done separately as well.
8388          *
8389          * So that leaves us with
8390          *
8391          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8392          * transaction reservation.
8393          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8394          * updating the inode.
8395          */
8396         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8397         if (!rsv)
8398                 return -ENOMEM;
8399         rsv->size = min_size;
8400         rsv->failfast = true;
8401
8402         /*
8403          * 1 for the truncate slack space
8404          * 1 for updating the inode.
8405          */
8406         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8407         if (IS_ERR(trans)) {
8408                 ret = PTR_ERR(trans);
8409                 goto out;
8410         }
8411
8412         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8413         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8414                                       min_size, false);
8415         /*
8416          * We have reserved 2 metadata units when we started the transaction and
8417          * min_size matches 1 unit, so this should never fail, but if it does,
8418          * it's not critical we just fail truncation.
8419          */
8420         if (WARN_ON(ret)) {
8421                 btrfs_end_transaction(trans);
8422                 goto out;
8423         }
8424
8425         trans->block_rsv = rsv;
8426
8427         while (1) {
8428                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8429                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8430                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8431
8432                 control.new_size = new_size;
8433                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8434                 /*
8435                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8436                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8437                  * block of the extent just the way it is.
8438                  */
8439                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8440                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8441                                             (u64)-1, false);
8442
8443                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8444
8445                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8446                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8447
8448                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8449
8450                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8451                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8452                         break;
8453
8454                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
8455                 if (ret)
8456                         break;
8457
8458                 btrfs_end_transaction(trans);
8459                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8460
8461                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8462                 if (IS_ERR(trans)) {
8463                         ret = PTR_ERR(trans);
8464                         trans = NULL;
8465                         break;
8466                 }
8467
8468                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8469                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8470                                               rsv, min_size, false);
8471                 /*
8472                  * We have reserved 2 metadata units when we started the
8473                  * transaction and min_size matches 1 unit, so this should never
8474                  * fail, but if it does, it's not critical we just fail truncation.
8475                  */
8476                 if (WARN_ON(ret))
8477                         break;
8478
8479                 trans->block_rsv = rsv;
8480         }
8481
8482         /*
8483          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8484          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8485          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8486          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8487          */
8488         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8489                 btrfs_end_transaction(trans);
8490                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8491
8492                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8493                 if (ret)
8494                         goto out;
8495                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8496                 if (IS_ERR(trans)) {
8497                         ret = PTR_ERR(trans);
8498                         goto out;
8499                 }
8500                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8501         }
8502
8503         if (trans) {
8504                 int ret2;
8505
8506                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8507                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, inode);
8508                 if (ret2 && !ret)
8509                         ret = ret2;
8510
8511                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8512                 if (ret2 && !ret)
8513                         ret = ret2;
8514                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8515         }
8516 out:
8517         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8518         /*
8519          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8520          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8521          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8522          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8523          * safe.
8524          *
8525          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8526          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8527          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8528          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8529          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8530          * extents beyond i_size to drop.
8531          */
8532         if (control.extents_found > 0)
8533                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8534
8535         return ret;
8536 }
8537
8538 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8539                                      struct inode *dir)
8540 {
8541         struct inode *inode;
8542
8543         inode = new_inode(dir->i_sb);
8544         if (inode) {
8545                 /*
8546                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8547                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8548                  */
8549                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8550                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8551                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8552                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8553         }
8554         return inode;
8555 }
8556
8557 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8558 {
8559         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8560         struct btrfs_inode *ei;
8561         struct inode *inode;
8562         struct extent_io_tree *file_extent_tree = NULL;
8563
8564         /* Self tests may pass a NULL fs_info. */
8565         if (fs_info && !btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES)) {
8566                 file_extent_tree = kmalloc(sizeof(struct extent_io_tree), GFP_KERNEL);
8567                 if (!file_extent_tree)
8568                         return NULL;
8569         }
8570
8571         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8572         if (!ei) {
8573                 kfree(file_extent_tree);
8574                 return NULL;
8575         }
8576
8577         ei->root = NULL;
8578         ei->generation = 0;
8579         ei->last_trans = 0;
8580         ei->last_sub_trans = 0;
8581         ei->logged_trans = 0;
8582         ei->delalloc_bytes = 0;
8583         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8584         ei->defrag_bytes = 0;
8585         ei->disk_i_size = 0;
8586         ei->flags = 0;
8587         ei->ro_flags = 0;
8588         ei->csum_bytes = 0;
8589         ei->index_cnt = (u64)-1;
8590         ei->dir_index = 0;
8591         ei->last_unlink_trans = 0;
8592         ei->last_reflink_trans = 0;
8593         ei->last_log_commit = 0;
8594
8595         spin_lock_init(&ei->lock);
8596         ei->outstanding_extents = 0;
8597         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8598                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8599                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8600         ei->runtime_flags = 0;
8601         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8602         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8603
8604         ei->delayed_node = NULL;
8605
8606         ei->i_otime_sec = 0;
8607         ei->i_otime_nsec = 0;
8608
8609         inode = &ei->vfs_inode;
8610         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8611
8612         /* This io tree sets the valid inode. */
8613         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8614         ei->io_tree.inode = ei;
8615
8616         ei->file_extent_tree = file_extent_tree;
8617         if (file_extent_tree) {
8618                 extent_io_tree_init(fs_info, ei->file_extent_tree,
8619                                     IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8620                 /* Lockdep class is set only for the file extent tree. */
8621                 lockdep_set_class(&ei->file_extent_tree->lock, &file_extent_tree_class);
8622         }
8623         mutex_init(&ei->log_mutex);
8624         spin_lock_init(&ei->ordered_tree_lock);
8625         ei->ordered_tree = RB_ROOT;
8626         ei->ordered_tree_last = NULL;
8627         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8628         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8629         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8630         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8631
8632         return inode;
8633 }
8634
8635 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8636 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8637 {
8638         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8639         kfree(BTRFS_I(inode)->file_extent_tree);
8640         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8641 }
8642 #endif
8643
8644 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8645 {
8646         kfree(BTRFS_I(inode)->file_extent_tree);
8647         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8648 }
8649
8650 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8651 {
8652         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8653         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8654         struct btrfs_root *root = inode->root;
8655         bool freespace_inode;
8656
8657         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8658         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8659         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8660         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8661         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8662         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8663                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8664                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8665         }
8666         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8667         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8668
8669         /*
8670          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8671          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8672          * created.
8673          */
8674         if (!root)
8675                 return;
8676
8677         /*
8678          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8679          * map.
8680          */
8681         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8682
8683         while (1) {
8684                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8685                 if (!ordered)
8686                         break;
8687                 else {
8688                         btrfs_err(root->fs_info,
8689                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8690                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8691
8692                         if (!freespace_inode)
8693                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8694
8695                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8696                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8697                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8698                 }
8699         }
8700         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8701         inode_tree_del(inode);
8702         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8703         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8704         btrfs_put_root(inode->root);
8705 }
8706
8707 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8708 {
8709         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8710
8711         if (root == NULL)
8712                 return 1;
8713
8714         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8715         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8716                 return 1;
8717         else
8718                 return generic_drop_inode(inode);
8719 }
8720
8721 static void init_once(void *foo)
8722 {
8723         struct btrfs_inode *ei = foo;
8724
8725         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8726 }
8727
8728 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8729 {
8730         /*
8731          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8732          * destroy cache.
8733          */
8734         rcu_barrier();
8735         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8736         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8737 }
8738
8739 int __init btrfs_init_cachep(void)
8740 {
8741         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8742                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8743                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_ACCOUNT,
8744                         init_once);
8745         if (!btrfs_inode_cachep)
8746                 goto fail;
8747
8748         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8749                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8750                         BIOSET_NEED_BVECS))
8751                 goto fail;
8752
8753         return 0;
8754 fail:
8755         btrfs_destroy_cachep();
8756         return -ENOMEM;
8757 }
8758
8759 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8760                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8761                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8762 {
8763         u64 delalloc_bytes;
8764         u64 inode_bytes;
8765         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8766         u32 blocksize = btrfs_sb(inode->i_sb)->sectorsize;
8767         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8768         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8769
8770         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8771         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime_sec;
8772         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec;
8773         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8774                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8775         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8776                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8777         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8778                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8779         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8780                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8781         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8782                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8783
8784         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8785                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8786                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8787                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8788
8789         generic_fillattr(idmap, request_mask, inode, stat);
8790         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8791
8792         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8793         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8794         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8795         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8796         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8797                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> SECTOR_SHIFT;
8798         return 0;
8799 }
8800
8801 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8802                               struct dentry *old_dentry,
8803                               struct inode *new_dir,
8804                               struct dentry *new_dentry)
8805 {
8806         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(old_dir);
8807         struct btrfs_trans_handle *trans;
8808         unsigned int trans_num_items;
8809         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8810         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8811         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8812         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8813         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8814         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8815         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8816         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8817         u64 old_idx = 0;
8818         u64 new_idx = 0;
8819         int ret;
8820         int ret2;
8821         bool need_abort = false;
8822         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8823         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8824
8825         /*
8826          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8827          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8828          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8829          */
8830         if (root != dest &&
8831             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8832              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8833                 return -EXDEV;
8834
8835         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8836         if (ret)
8837                 return ret;
8838
8839         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8840         if (ret) {
8841                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8842                 return ret;
8843         }
8844
8845         old_name = &old_fname.disk_name;
8846         new_name = &new_fname.disk_name;
8847
8848         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8849         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8850             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8851                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8852
8853         /*
8854          * For each inode:
8855          * 1 to remove old dir item
8856          * 1 to remove old dir index
8857          * 1 to add new dir item
8858          * 1 to add new dir index
8859          * 1 to update parent inode
8860          *
8861          * If the parents are the same, we only need to account for one
8862          */
8863         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8864         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8865                 /*
8866                  * 1 to remove old root ref
8867                  * 1 to remove old root backref
8868                  * 1 to add new root ref
8869                  * 1 to add new root backref
8870                  */
8871                 trans_num_items += 4;
8872         } else {
8873                 /*
8874                  * 1 to update inode item
8875                  * 1 to remove old inode ref
8876                  * 1 to add new inode ref
8877                  */
8878                 trans_num_items += 3;
8879         }
8880         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8881                 trans_num_items += 4;
8882         else
8883                 trans_num_items += 3;
8884         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8885         if (IS_ERR(trans)) {
8886                 ret = PTR_ERR(trans);
8887                 goto out_notrans;
8888         }
8889
8890         if (dest != root) {
8891                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8892                 if (ret)
8893                         goto out_fail;
8894         }
8895
8896         /*
8897          * We need to find a free sequence number both in the source and
8898          * in the destination directory for the exchange.
8899          */
8900         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8901         if (ret)
8902                 goto out_fail;
8903         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8904         if (ret)
8905                 goto out_fail;
8906
8907         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8908         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8909
8910         /* Reference for the source. */
8911         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8912                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8913                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8914         } else {
8915                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8916                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8917                                              old_idx);
8918                 if (ret)
8919                         goto out_fail;
8920                 need_abort = true;
8921         }
8922
8923         /* And now for the dest. */
8924         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8925                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8926                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8927         } else {
8928                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8929                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8930                                              new_idx);
8931                 if (ret) {
8932                         if (need_abort)
8933                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8934                         goto out_fail;
8935                 }
8936         }
8937
8938         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8939         inode_inc_iversion(old_dir);
8940         inode_inc_iversion(new_dir);
8941         inode_inc_iversion(old_inode);
8942         inode_inc_iversion(new_inode);
8943         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
8944
8945         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8946                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8947                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8948                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8949                                         BTRFS_I(new_inode), true);
8950         }
8951
8952         /* src is a subvolume */
8953         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8954                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8955         } else { /* src is an inode */
8956                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8957                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8958                                            old_name, &old_rename_ctx);
8959                 if (!ret)
8960                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
8961         }
8962         if (ret) {
8963                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8964                 goto out_fail;
8965         }
8966
8967         /* dest is a subvolume */
8968         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8969                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8970         } else { /* dest is an inode */
8971                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8972                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8973                                            new_name, &new_rename_ctx);
8974                 if (!ret)
8975                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(new_inode));
8976         }
8977         if (ret) {
8978                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8979                 goto out_fail;
8980         }
8981
8982         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8983                              new_name, 0, old_idx);
8984         if (ret) {
8985                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8986                 goto out_fail;
8987         }
8988
8989         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8990                              old_name, 0, new_idx);
8991         if (ret) {
8992                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8993                 goto out_fail;
8994         }
8995
8996         if (old_inode->i_nlink == 1)
8997                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8998         if (new_inode->i_nlink == 1)
8999                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9000
9001         /*
9002          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
9003          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
9004          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
9005          * are part of this rename operation were logged before.
9006          */
9007         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9008                 btrfs_pin_log_trans(root);
9009         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9010                 btrfs_pin_log_trans(dest);
9011
9012         /* Do the log updates for all inodes. */
9013         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9014                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9015                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9016         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9017                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
9018                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
9019
9020         /* Now unpin the logs. */
9021         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9022                 btrfs_end_log_trans(root);
9023         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9024                 btrfs_end_log_trans(dest);
9025 out_fail:
9026         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9027         ret = ret ? ret : ret2;
9028 out_notrans:
9029         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9030             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9031                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9032
9033         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9034         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9035         return ret;
9036 }
9037
9038 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
9039                                         struct inode *dir)
9040 {
9041         struct inode *inode;
9042
9043         inode = new_inode(dir->i_sb);
9044         if (inode) {
9045                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
9046                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
9047                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9048                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
9049         }
9050         return inode;
9051 }
9052
9053 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
9054                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9055                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9056                         unsigned int flags)
9057 {
9058         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(old_dir);
9059         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
9060                 .dir = old_dir,
9061                 .dentry = old_dentry,
9062         };
9063         struct btrfs_trans_handle *trans;
9064         unsigned int trans_num_items;
9065         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9066         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9067         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9068         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9069         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
9070         u64 index = 0;
9071         int ret;
9072         int ret2;
9073         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9074         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
9075
9076         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9077                 return -EPERM;
9078
9079         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9080         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9081                 return -EXDEV;
9082
9083         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9084             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9085                 return -ENOTEMPTY;
9086
9087         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9088             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9089                 return -ENOTEMPTY;
9090
9091         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
9092         if (ret)
9093                 return ret;
9094
9095         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
9096         if (ret) {
9097                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
9098                 return ret;
9099         }
9100
9101         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9102         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
9103         if (ret) {
9104                 if (ret == -EEXIST) {
9105                         /* we shouldn't get
9106                          * eexist without a new_inode */
9107                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9108                                 goto out_fscrypt_names;
9109                         }
9110                 } else {
9111                         /* maybe -EOVERFLOW */
9112                         goto out_fscrypt_names;
9113                 }
9114         }
9115         ret = 0;
9116
9117         /*
9118          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9119          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9120          */
9121         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9122                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9123
9124         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9125                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
9126                 if (!whiteout_args.inode) {
9127                         ret = -ENOMEM;
9128                         goto out_fscrypt_names;
9129                 }
9130                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9131                 if (ret)
9132                         goto out_whiteout_inode;
9133         } else {
9134                 /* 1 to update the old parent inode. */
9135                 trans_num_items = 1;
9136         }
9137
9138         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9139                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9140                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9141                 /*
9142                  * 1 to remove old root ref
9143                  * 1 to remove old root backref
9144                  * 1 to add new root ref
9145                  * 1 to add new root backref
9146                  */
9147                 trans_num_items += 4;
9148         } else {
9149                 /*
9150                  * 1 to update inode
9151                  * 1 to remove old inode ref
9152                  * 1 to add new inode ref
9153                  */
9154                 trans_num_items += 3;
9155         }
9156         /*
9157          * 1 to remove old dir item
9158          * 1 to remove old dir index
9159          * 1 to add new dir item
9160          * 1 to add new dir index
9161          */
9162         trans_num_items += 4;
9163         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9164         if (new_dir != old_dir)
9165                 trans_num_items++;
9166         if (new_inode) {
9167                 /*
9168                  * 1 to update inode
9169                  * 1 to remove inode ref
9170                  * 1 to remove dir item
9171                  * 1 to remove dir index
9172                  * 1 to possibly add orphan item
9173                  */
9174                 trans_num_items += 5;
9175         }
9176         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9177         if (IS_ERR(trans)) {
9178                 ret = PTR_ERR(trans);
9179                 goto out_notrans;
9180         }
9181
9182         if (dest != root) {
9183                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9184                 if (ret)
9185                         goto out_fail;
9186         }
9187
9188         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9189         if (ret)
9190                 goto out_fail;
9191
9192         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9193         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9194                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9195                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9196         } else {
9197                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9198                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9199                                              index);
9200                 if (ret)
9201                         goto out_fail;
9202         }
9203
9204         inode_inc_iversion(old_dir);
9205         inode_inc_iversion(new_dir);
9206         inode_inc_iversion(old_inode);
9207         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
9208
9209         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9210                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9211                                         BTRFS_I(old_inode), true);
9212
9213         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9214                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9215         } else {
9216                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9217                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9218                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9219                 if (!ret)
9220                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
9221         }
9222         if (ret) {
9223                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9224                 goto out_fail;
9225         }
9226
9227         if (new_inode) {
9228                 inode_inc_iversion(new_inode);
9229                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9230                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9231                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9232                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9233                 } else {
9234                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9235                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9236                                                  &new_fname.disk_name);
9237                 }
9238                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9239                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9240                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9241                 if (ret) {
9242                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9243                         goto out_fail;
9244                 }
9245         }
9246
9247         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9248                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9249         if (ret) {
9250                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9251                 goto out_fail;
9252         }
9253
9254         if (old_inode->i_nlink == 1)
9255                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9256
9257         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9258                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9259                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9260
9261         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9262                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9263                 if (ret) {
9264                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9265                         goto out_fail;
9266                 } else {
9267                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9268                         iput(whiteout_args.inode);
9269                         whiteout_args.inode = NULL;
9270                 }
9271         }
9272 out_fail:
9273         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9274         ret = ret ? ret : ret2;
9275 out_notrans:
9276         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9277                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9278         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9279                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9280 out_whiteout_inode:
9281         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9282                 iput(whiteout_args.inode);
9283 out_fscrypt_names:
9284         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9285         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9286         return ret;
9287 }
9288
9289 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9290                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9291                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9292 {
9293         int ret;
9294
9295         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9296                 return -EINVAL;
9297
9298         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9299                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9300                                             new_dentry);
9301         else
9302                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9303                                    new_dentry, flags);
9304
9305         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9306
9307         return ret;
9308 }
9309
9310 struct btrfs_delalloc_work {
9311         struct inode *inode;
9312         struct completion completion;
9313         struct list_head list;
9314         struct btrfs_work work;
9315 };
9316
9317 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9318 {
9319         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9320         struct inode *inode;
9321
9322         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9323                                      work);
9324         inode = delalloc_work->inode;
9325         filemap_flush(inode->i_mapping);
9326         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9327                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9328                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9329
9330         iput(inode);
9331         complete(&delalloc_work->completion);
9332 }
9333
9334 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9335 {
9336         struct btrfs_delalloc_work *work;
9337
9338         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9339         if (!work)
9340                 return NULL;
9341
9342         init_completion(&work->completion);
9343         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9344         work->inode = inode;
9345         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL);
9346
9347         return work;
9348 }
9349
9350 /*
9351  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9352  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9353  */
9354 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9355                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9356                                  bool in_reclaim_context)
9357 {
9358         struct btrfs_inode *binode;
9359         struct inode *inode;
9360         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9361         LIST_HEAD(works);
9362         LIST_HEAD(splice);
9363         int ret = 0;
9364         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9365
9366         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9367         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9368         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9369         while (!list_empty(&splice)) {
9370                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9371                                     delalloc_inodes);
9372
9373                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9374                                &root->delalloc_inodes);
9375
9376                 if (in_reclaim_context &&
9377                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9378                         continue;
9379
9380                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9381                 if (!inode) {
9382                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9383                         continue;
9384                 }
9385                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9386
9387                 if (snapshot)
9388                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9389                                 &binode->runtime_flags);
9390                 if (full_flush) {
9391                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9392                         if (!work) {
9393                                 iput(inode);
9394                                 ret = -ENOMEM;
9395                                 goto out;
9396                         }
9397                         list_add_tail(&work->list, &works);
9398                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9399                                          &work->work);
9400                 } else {
9401                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9402                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9403                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9404                                 goto out;
9405                 }
9406                 cond_resched();
9407                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9408         }
9409         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9410
9411 out:
9412         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9413                 list_del_init(&work->list);
9414                 wait_for_completion(&work->completion);
9415                 kfree(work);
9416         }
9417
9418         if (!list_empty(&splice)) {
9419                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9420                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9421                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9422         }
9423         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9424         return ret;
9425 }
9426
9427 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9428 {
9429         struct writeback_control wbc = {
9430                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9431                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9432                 .range_start = 0,
9433                 .range_end = LLONG_MAX,
9434         };
9435         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9436
9437         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9438                 return -EROFS;
9439
9440         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9441 }
9442
9443 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9444                                bool in_reclaim_context)
9445 {
9446         struct writeback_control wbc = {
9447                 .nr_to_write = nr,
9448                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9449                 .range_start = 0,
9450                 .range_end = LLONG_MAX,
9451         };
9452         struct btrfs_root *root;
9453         LIST_HEAD(splice);
9454         int ret;
9455
9456         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9457                 return -EROFS;
9458
9459         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9460         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9461         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9462         while (!list_empty(&splice)) {
9463                 /*
9464                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9465                  * flush.
9466                  */
9467                 if (nr == LONG_MAX)
9468                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9469
9470                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9471                                         delalloc_root);
9472                 root = btrfs_grab_root(root);
9473                 BUG_ON(!root);
9474                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9475                                &fs_info->delalloc_roots);
9476                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9477
9478                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9479                 btrfs_put_root(root);
9480                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9481                         goto out;
9482                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9483         }
9484         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9485
9486         ret = 0;
9487 out:
9488         if (!list_empty(&splice)) {
9489                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9490                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9491                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9492         }
9493         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9494         return ret;
9495 }
9496
9497 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9498                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9499 {
9500         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
9501         struct btrfs_trans_handle *trans;
9502         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9503         struct btrfs_path *path;
9504         struct btrfs_key key;
9505         struct inode *inode;
9506         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9507                 .dir = dir,
9508                 .dentry = dentry,
9509         };
9510         unsigned int trans_num_items;
9511         int err;
9512         int name_len;
9513         int datasize;
9514         unsigned long ptr;
9515         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9516         struct extent_buffer *leaf;
9517
9518         name_len = strlen(symname);
9519         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9520                 return -ENAMETOOLONG;
9521
9522         inode = new_inode(dir->i_sb);
9523         if (!inode)
9524                 return -ENOMEM;
9525         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9526         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9527         inode_nohighmem(inode);
9528         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9529         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9530         inode_set_bytes(inode, name_len);
9531
9532         new_inode_args.inode = inode;
9533         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9534         if (err)
9535                 goto out_inode;
9536         /* 1 additional item for the inline extent */
9537         trans_num_items++;
9538
9539         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9540         if (IS_ERR(trans)) {
9541                 err = PTR_ERR(trans);
9542                 goto out_new_inode_args;
9543         }
9544
9545         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9546         if (err)
9547                 goto out;
9548
9549         path = btrfs_alloc_path();
9550         if (!path) {
9551                 err = -ENOMEM;
9552                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9553                 discard_new_inode(inode);
9554                 inode = NULL;
9555                 goto out;
9556         }
9557         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9558         key.offset = 0;
9559         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9560         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9561         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9562                                       datasize);
9563         if (err) {
9564                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9565                 btrfs_free_path(path);
9566                 discard_new_inode(inode);
9567                 inode = NULL;
9568                 goto out;
9569         }
9570         leaf = path->nodes[0];
9571         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9572                             struct btrfs_file_extent_item);
9573         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9574         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9575                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9576         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9577         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9578         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9579         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9580
9581         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9582         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9583         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
9584         btrfs_free_path(path);
9585
9586         d_instantiate_new(dentry, inode);
9587         err = 0;
9588 out:
9589         btrfs_end_transaction(trans);
9590         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9591 out_new_inode_args:
9592         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9593 out_inode:
9594         if (err)
9595                 iput(inode);
9596         return err;
9597 }
9598
9599 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9600                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9601                                        struct btrfs_inode *inode,
9602                                        struct btrfs_key *ins,
9603                                        u64 file_offset)
9604 {
9605         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9606         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9607         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9608         struct btrfs_path *path;
9609         u64 start = ins->objectid;
9610         u64 len = ins->offset;
9611         u64 qgroup_released = 0;
9612         int ret;
9613
9614         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9615
9616         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9617         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9618         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9619         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9620         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9621         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9622         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9623
9624         ret = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len, &qgroup_released);
9625         if (ret < 0)
9626                 return ERR_PTR(ret);
9627
9628         if (trans) {
9629                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9630                                                   file_offset, &stack_fi,
9631                                                   true, qgroup_released);
9632                 if (ret)
9633                         goto free_qgroup;
9634                 return trans;
9635         }
9636
9637         extent_info.disk_offset = start;
9638         extent_info.disk_len = len;
9639         extent_info.data_offset = 0;
9640         extent_info.data_len = len;
9641         extent_info.file_offset = file_offset;
9642         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9643         extent_info.is_new_extent = true;
9644         extent_info.update_times = true;
9645         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9646         extent_info.insertions = 0;
9647
9648         path = btrfs_alloc_path();
9649         if (!path) {
9650                 ret = -ENOMEM;
9651                 goto free_qgroup;
9652         }
9653
9654         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9655                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9656                                      &trans);
9657         btrfs_free_path(path);
9658         if (ret)
9659                 goto free_qgroup;
9660         return trans;
9661
9662 free_qgroup:
9663         /*
9664          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9665          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9666          * transaction.
9667          * But if we error out early, we have to free what we have released
9668          * or we leak qgroup data reservation.
9669          */
9670         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9671                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9672                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9673         return ERR_PTR(ret);
9674 }
9675
9676 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9677                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9678                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9679                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9680 {
9681         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
9682         struct extent_map *em;
9683         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9684         struct btrfs_key ins;
9685         u64 cur_offset = start;
9686         u64 clear_offset = start;
9687         u64 i_size;
9688         u64 cur_bytes;
9689         u64 last_alloc = (u64)-1;
9690         int ret = 0;
9691         bool own_trans = true;
9692         u64 end = start + num_bytes - 1;
9693
9694         if (trans)
9695                 own_trans = false;
9696         while (num_bytes > 0) {
9697                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9698                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9699                 /*
9700                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9701                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9702                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9703                  * sized chunks.
9704                  */
9705                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9706                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9707                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9708                 if (ret)
9709                         break;
9710
9711                 /*
9712                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9713                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9714                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9715                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9716                  * clear_offset by our extent size.
9717                  */
9718                 clear_offset += ins.offset;
9719
9720                 last_alloc = ins.offset;
9721                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9722                                                     &ins, cur_offset);
9723                 /*
9724                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9725                  * decrement the number of reservations in the block group.
9726                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9727                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9728                  */
9729                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9730                 if (IS_ERR(trans)) {
9731                         ret = PTR_ERR(trans);
9732                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9733                                                    ins.offset, 0);
9734                         break;
9735                 }
9736
9737                 em = alloc_extent_map();
9738                 if (!em) {
9739                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9740                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9741                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9742                         goto next;
9743                 }
9744
9745                 em->start = cur_offset;
9746                 em->orig_start = cur_offset;
9747                 em->len = ins.offset;
9748                 em->block_start = ins.objectid;
9749                 em->block_len = ins.offset;
9750                 em->orig_block_len = ins.offset;
9751                 em->ram_bytes = ins.offset;
9752                 em->flags |= EXTENT_FLAG_PREALLOC;
9753                 em->generation = trans->transid;
9754
9755                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9756                 free_extent_map(em);
9757 next:
9758                 num_bytes -= ins.offset;
9759                 cur_offset += ins.offset;
9760                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9761
9762                 inode_inc_iversion(inode);
9763                 inode_set_ctime_current(inode);
9764                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9765                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9766                     (actual_len > inode->i_size) &&
9767                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9768                         if (cur_offset > actual_len)
9769                                 i_size = actual_len;
9770                         else
9771                                 i_size = cur_offset;
9772                         i_size_write(inode, i_size);
9773                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9774                 }
9775
9776                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
9777
9778                 if (ret) {
9779                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9780                         if (own_trans)
9781                                 btrfs_end_transaction(trans);
9782                         break;
9783                 }
9784
9785                 if (own_trans) {
9786                         btrfs_end_transaction(trans);
9787                         trans = NULL;
9788                 }
9789         }
9790         if (clear_offset < end)
9791                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9792                         end - clear_offset + 1);
9793         return ret;
9794 }
9795
9796 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9797                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9798                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9799 {
9800         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9801                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9802                                            NULL);
9803 }
9804
9805 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9806                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9807                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9808                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9809 {
9810         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9811                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9812 }
9813
9814 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9815                             struct inode *inode, int mask)
9816 {
9817         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9818         umode_t mode = inode->i_mode;
9819
9820         if (mask & MAY_WRITE &&
9821             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9822                 if (btrfs_root_readonly(root))
9823                         return -EROFS;
9824                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9825                         return -EACCES;
9826         }
9827         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9828 }
9829
9830 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9831                          struct file *file, umode_t mode)
9832 {
9833         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
9834         struct btrfs_trans_handle *trans;
9835         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9836         struct inode *inode;
9837         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9838                 .dir = dir,
9839                 .dentry = file->f_path.dentry,
9840                 .orphan = true,
9841         };
9842         unsigned int trans_num_items;
9843         int ret;
9844
9845         inode = new_inode(dir->i_sb);
9846         if (!inode)
9847                 return -ENOMEM;
9848         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9849         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9850         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9851         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9852
9853         new_inode_args.inode = inode;
9854         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9855         if (ret)
9856                 goto out_inode;
9857
9858         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9859         if (IS_ERR(trans)) {
9860                 ret = PTR_ERR(trans);
9861                 goto out_new_inode_args;
9862         }
9863
9864         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9865
9866         /*
9867          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9868          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9869          * 0, through:
9870          *
9871          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9872          */
9873         set_nlink(inode, 1);
9874
9875         if (!ret) {
9876                 d_tmpfile(file, inode);
9877                 unlock_new_inode(inode);
9878                 mark_inode_dirty(inode);
9879         }
9880
9881         btrfs_end_transaction(trans);
9882         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9883 out_new_inode_args:
9884         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9885 out_inode:
9886         if (ret)
9887                 iput(inode);
9888         return finish_open_simple(file, ret);
9889 }
9890
9891 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9892 {
9893         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9894         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9895         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9896         struct page *page;
9897         u32 len;
9898
9899         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9900         len = end + 1 - start;
9901         while (index <= end_index) {
9902                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9903                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9904
9905                 /* This is for data, which doesn't yet support larger folio. */
9906                 ASSERT(folio_order(page_folio(page)) == 0);
9907                 btrfs_folio_set_writeback(fs_info, page_folio(page), start, len);
9908                 put_page(page);
9909                 index++;
9910         }
9911 }
9912
9913 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9914                                              int compress_type)
9915 {
9916         switch (compress_type) {
9917         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9918                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9919         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9920                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9921         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9922                 /*
9923                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9924                  * sector size that we support.
9925                  */
9926                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9927                         return -EINVAL;
9928                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9929                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9930         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9931                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9932         default:
9933                 return -EUCLEAN;
9934         }
9935 }
9936
9937 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9938                                 struct kiocb *iocb,
9939                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9940                                 u64 lockend,
9941                                 struct extent_state **cached_state,
9942                                 u64 extent_start, size_t count,
9943                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9944                                 bool *unlocked)
9945 {
9946         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9947         struct btrfs_root *root = inode->root;
9948         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9949         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9950         struct btrfs_path *path;
9951         struct extent_buffer *leaf;
9952         struct btrfs_file_extent_item *item;
9953         u64 ram_bytes;
9954         unsigned long ptr;
9955         void *tmp;
9956         ssize_t ret;
9957
9958         path = btrfs_alloc_path();
9959         if (!path) {
9960                 ret = -ENOMEM;
9961                 goto out;
9962         }
9963         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9964                                        extent_start, 0);
9965         if (ret) {
9966                 if (ret > 0) {
9967                         /* The extent item disappeared? */
9968                         ret = -EIO;
9969                 }
9970                 goto out;
9971         }
9972         leaf = path->nodes[0];
9973         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9974
9975         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9976         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9977
9978         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9979                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9980         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9981                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9982         if (ret < 0)
9983                 goto out;
9984         encoded->compression = ret;
9985         if (encoded->compression) {
9986                 size_t inline_size;
9987
9988                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9989                                                                 path->slots[0]);
9990                 if (inline_size > count) {
9991                         ret = -ENOBUFS;
9992                         goto out;
9993                 }
9994                 count = inline_size;
9995                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9996                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9997         } else {
9998                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9999                 encoded->len = count;
10000                 encoded->unencoded_len = count;
10001                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
10002         }
10003
10004         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
10005         if (!tmp) {
10006                 ret = -ENOMEM;
10007                 goto out;
10008         }
10009         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
10010         btrfs_release_path(path);
10011         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10012         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10013         *unlocked = true;
10014
10015         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
10016         if (ret != count)
10017                 ret = -EFAULT;
10018         kfree(tmp);
10019 out:
10020         btrfs_free_path(path);
10021         return ret;
10022 }
10023
10024 struct btrfs_encoded_read_private {
10025         wait_queue_head_t wait;
10026         atomic_t pending;
10027         blk_status_t status;
10028 };
10029
10030 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
10031 {
10032         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
10033
10034         if (bbio->bio.bi_status) {
10035                 /*
10036                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
10037                  * pairs with the memory barrier implied by the
10038                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
10039                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
10040                  * write is observed before the load of status in
10041                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
10042                  */
10043                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
10044         }
10045         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
10046                 wake_up(&priv->wait);
10047         bio_put(&bbio->bio);
10048 }
10049
10050 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
10051                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
10052                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
10053 {
10054         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10055         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
10056                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
10057         };
10058         unsigned long i = 0;
10059         struct btrfs_bio *bbio;
10060
10061         init_waitqueue_head(&priv.wait);
10062
10063         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
10064                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
10065         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
10066         bbio->inode = inode;
10067
10068         do {
10069                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
10070
10071                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
10072                         atomic_inc(&priv.pending);
10073                         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
10074
10075                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
10076                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
10077                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
10078                         bbio->inode = inode;
10079                         continue;
10080                 }
10081
10082                 i++;
10083                 disk_bytenr += bytes;
10084                 disk_io_size -= bytes;
10085         } while (disk_io_size);
10086
10087         atomic_inc(&priv.pending);
10088         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
10089
10090         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
10091                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
10092         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
10093         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
10094 }
10095
10096 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
10097                                           struct iov_iter *iter,
10098                                           u64 start, u64 lockend,
10099                                           struct extent_state **cached_state,
10100                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
10101                                           size_t count, bool compressed,
10102                                           bool *unlocked)
10103 {
10104         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10105         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10106         struct page **pages;
10107         unsigned long nr_pages, i;
10108         u64 cur;
10109         size_t page_offset;
10110         ssize_t ret;
10111
10112         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10113         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10114         if (!pages)
10115                 return -ENOMEM;
10116         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages, 0);
10117         if (ret) {
10118                 ret = -ENOMEM;
10119                 goto out;
10120                 }
10121
10122         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10123                                                     disk_io_size, pages);
10124         if (ret)
10125                 goto out;
10126
10127         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10128         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10129         *unlocked = true;
10130
10131         if (compressed) {
10132                 i = 0;
10133                 page_offset = 0;
10134         } else {
10135                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10136                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10137         }
10138         cur = 0;
10139         while (cur < count) {
10140                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10141                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10142
10143                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10144                                       iter) != bytes) {
10145                         ret = -EFAULT;
10146                         goto out;
10147                 }
10148                 i++;
10149                 cur += bytes;
10150                 page_offset = 0;
10151         }
10152         ret = count;
10153 out:
10154         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10155                 if (pages[i])
10156                         __free_page(pages[i]);
10157         }
10158         kfree(pages);
10159         return ret;
10160 }
10161
10162 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10163                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10164 {
10165         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10166         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10167         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10168         ssize_t ret;
10169         size_t count = iov_iter_count(iter);
10170         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10171         struct extent_state *cached_state = NULL;
10172         struct extent_map *em;
10173         bool unlocked = false;
10174
10175         file_accessed(iocb->ki_filp);
10176
10177         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10178
10179         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10180                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10181                 return 0;
10182         }
10183         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10184         /*
10185          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10186          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10187          */
10188         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10189
10190         for (;;) {
10191                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10192
10193                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10194                                                lockend - start + 1);
10195                 if (ret)
10196                         goto out_unlock_inode;
10197                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10198                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10199                                                      lockend - start + 1);
10200                 if (!ordered)
10201                         break;
10202                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10203                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10204                 cond_resched();
10205         }
10206
10207         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, start, lockend - start + 1);
10208         if (IS_ERR(em)) {
10209                 ret = PTR_ERR(em);
10210                 goto out_unlock_extent;
10211         }
10212
10213         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10214                 u64 extent_start = em->start;
10215
10216                 /*
10217                  * For inline extents we get everything we need out of the
10218                  * extent item.
10219                  */
10220                 free_extent_map(em);
10221                 em = NULL;
10222                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10223                                                 &cached_state, extent_start,
10224                                                 count, encoded, &unlocked);
10225                 goto out;
10226         }
10227
10228         /*
10229          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10230          * that.
10231          */
10232         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10233                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10234         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10235             (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
10236                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10237                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10238                 encoded->len = count;
10239                 encoded->unencoded_len = count;
10240         } else if (extent_map_is_compressed(em)) {
10241                 disk_bytenr = em->block_start;
10242                 /*
10243                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10244                  * compressed extent.
10245                  */
10246                 if (em->block_len > count) {
10247                         ret = -ENOBUFS;
10248                         goto out_em;
10249                 }
10250                 disk_io_size = em->block_len;
10251                 count = em->block_len;
10252                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10253                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10254                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10255                                                                extent_map_compression(em));
10256                 if (ret < 0)
10257                         goto out_em;
10258                 encoded->compression = ret;
10259         } else {
10260                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10261                 if (encoded->len > count)
10262                         encoded->len = count;
10263                 /*
10264                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10265                  * allocations that we'll do.
10266                  */
10267                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10268                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10269                 encoded->len = count;
10270                 encoded->unencoded_len = count;
10271                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10272         }
10273         free_extent_map(em);
10274         em = NULL;
10275
10276         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10277                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10278                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10279                 unlocked = true;
10280                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10281                 if (ret != count)
10282                         ret = -EFAULT;
10283         } else {
10284                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10285                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10286                                                  disk_io_size, count,
10287                                                  encoded->compression,
10288                                                  &unlocked);
10289         }
10290
10291 out:
10292         if (ret >= 0)
10293                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10294 out_em:
10295         free_extent_map(em);
10296 out_unlock_extent:
10297         if (!unlocked)
10298                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10299 out_unlock_inode:
10300         if (!unlocked)
10301                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10302         return ret;
10303 }
10304
10305 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10306                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10307 {
10308         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10309         struct btrfs_root *root = inode->root;
10310         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10311         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10312         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10313         struct extent_state *cached_state = NULL;
10314         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10315         int compression;
10316         size_t orig_count;
10317         u64 start, end;
10318         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10319         unsigned long nr_pages, i;
10320         struct page **pages;
10321         struct btrfs_key ins;
10322         bool extent_reserved = false;
10323         struct extent_map *em;
10324         ssize_t ret;
10325
10326         switch (encoded->compression) {
10327         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10328                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10329                 break;
10330         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10331                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10332                 break;
10333         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10334         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10335         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10336         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10337         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10338                 /* The sector size must match for LZO. */
10339                 if (encoded->compression -
10340                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10341                     fs_info->sectorsize_bits)
10342                         return -EINVAL;
10343                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10344                 break;
10345         default:
10346                 return -EINVAL;
10347         }
10348         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10349                 return -EINVAL;
10350
10351         /*
10352          * Compressed extents should always have checksums, so error out if we
10353          * have a NOCOW file or inode was created while mounted with NODATASUM.
10354          */
10355         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
10356                 return -EINVAL;
10357
10358         orig_count = iov_iter_count(from);
10359
10360         /* The extent size must be sane. */
10361         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10362             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10363                 return -EINVAL;
10364
10365         /*
10366          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10367          *
10368          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10369          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10370          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10371          * extents.
10372          *
10373          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10374          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10375          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10376          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10377          */
10378         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10379                 return -EINVAL;
10380
10381         /* The extent must start on a sector boundary. */
10382         start = iocb->ki_pos;
10383         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10384                 return -EINVAL;
10385
10386         /*
10387          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10388          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10389          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10390          */
10391         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10392             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10393                 return -EINVAL;
10394
10395         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10396         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10397                 return -EINVAL;
10398
10399         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10400         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10401         end = start + num_bytes - 1;
10402
10403         /*
10404          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10405          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10406          * isn't.
10407          */
10408         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10409         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10410         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10411         if (!pages)
10412                 return -ENOMEM;
10413         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10414                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10415                 char *kaddr;
10416
10417                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10418                 if (!pages[i]) {
10419                         ret = -ENOMEM;
10420                         goto out_pages;
10421                 }
10422                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10423                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10424                         kunmap_local(kaddr);
10425                         ret = -EFAULT;
10426                         goto out_pages;
10427                 }
10428                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10429                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10430                 kunmap_local(kaddr);
10431         }
10432
10433         for (;;) {
10434                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10435
10436                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10437                 if (ret)
10438                         goto out_pages;
10439                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10440                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10441                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10442                 if (ret)
10443                         goto out_pages;
10444                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10445                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10446                 if (!ordered &&
10447                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10448                         break;
10449                 if (ordered)
10450                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10451                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10452                 cond_resched();
10453         }
10454
10455         /*
10456          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10457          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10458          */
10459         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10460         if (ret)
10461                 goto out_unlock;
10462         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10463         if (ret)
10464                 goto out_free_data_space;
10465         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10466                                               false);
10467         if (ret)
10468                 goto out_qgroup_free_data;
10469
10470         /* Try an inline extent first. */
10471         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10472             encoded->unencoded_offset == 0) {
10473                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10474                                             compression, pages, true);
10475                 if (ret <= 0) {
10476                         if (ret == 0)
10477                                 ret = orig_count;
10478                         goto out_delalloc_release;
10479                 }
10480         }
10481
10482         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10483                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10484         if (ret)
10485                 goto out_delalloc_release;
10486         extent_reserved = true;
10487
10488         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10489                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10490                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10491                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10492         if (IS_ERR(em)) {
10493                 ret = PTR_ERR(em);
10494                 goto out_free_reserved;
10495         }
10496         free_extent_map(em);
10497
10498         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10499                                        ins.objectid, ins.offset,
10500                                        encoded->unencoded_offset,
10501                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10502                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10503                                        compression);
10504         if (IS_ERR(ordered)) {
10505                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10506                 ret = PTR_ERR(ordered);
10507                 goto out_free_reserved;
10508         }
10509         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10510
10511         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10512                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10513
10514         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10515
10516         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10517
10518         btrfs_submit_compressed_write(ordered, pages, nr_pages, 0, false);
10519         ret = orig_count;
10520         goto out;
10521
10522 out_free_reserved:
10523         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10524         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10525 out_delalloc_release:
10526         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10527         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10528 out_qgroup_free_data:
10529         if (ret < 0)
10530                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes, NULL);
10531 out_free_data_space:
10532         /*
10533          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10534          * bytes_may_use.
10535          */
10536         if (!extent_reserved)
10537                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10538 out_unlock:
10539         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10540 out_pages:
10541         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10542                 if (pages[i])
10543                         __free_page(pages[i]);
10544         }
10545         kvfree(pages);
10546 out:
10547         if (ret >= 0)
10548                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10549         return ret;
10550 }
10551
10552 #ifdef CONFIG_SWAP
10553 /*
10554  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10555  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10556  * negative errno on failure.
10557  */
10558 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10559                                   bool is_block_group)
10560 {
10561         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10562         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10563         struct rb_node **p;
10564         struct rb_node *parent = NULL;
10565
10566         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10567         if (!sp)
10568                 return -ENOMEM;
10569         sp->ptr = ptr;
10570         sp->inode = inode;
10571         sp->is_block_group = is_block_group;
10572         sp->bg_extent_count = 1;
10573
10574         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10575         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10576         while (*p) {
10577                 parent = *p;
10578                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10579                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10580                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10581                         p = &(*p)->rb_left;
10582                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10583                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10584                         p = &(*p)->rb_right;
10585                 } else {
10586                         if (is_block_group)
10587                                 entry->bg_extent_count++;
10588                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10589                         kfree(sp);
10590                         return 1;
10591                 }
10592         }
10593         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10594         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10595         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10596         return 0;
10597 }
10598
10599 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10600 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10601 {
10602         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10603         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10604         struct rb_node *node, *next;
10605
10606         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10607         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10608         while (node) {
10609                 next = rb_next(node);
10610                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10611                 if (sp->inode == inode) {
10612                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10613                         if (sp->is_block_group) {
10614                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10615                                                            sp->bg_extent_count);
10616                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10617                         }
10618                         kfree(sp);
10619                 }
10620                 node = next;
10621         }
10622         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10623 }
10624
10625 struct btrfs_swap_info {
10626         u64 start;
10627         u64 block_start;
10628         u64 block_len;
10629         u64 lowest_ppage;
10630         u64 highest_ppage;
10631         unsigned long nr_pages;
10632         int nr_extents;
10633 };
10634
10635 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10636                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10637 {
10638         unsigned long nr_pages;
10639         unsigned long max_pages;
10640         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10641         int ret;
10642
10643         /*
10644          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10645          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10646          * the max size set in the swap header.
10647          */
10648         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10649                 return 0;
10650
10651         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10652         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10653         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10654
10655         if (first_ppage >= next_ppage)
10656                 return 0;
10657         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10658         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10659
10660         first_ppage_reported = first_ppage;
10661         if (bsi->start == 0)
10662                 first_ppage_reported++;
10663         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10664                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10665         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10666                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10667
10668         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10669         if (ret < 0)
10670                 return ret;
10671         bsi->nr_extents += ret;
10672         bsi->nr_pages += nr_pages;
10673         return 0;
10674 }
10675
10676 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10677 {
10678         struct inode *inode = file_inode(file);
10679
10680         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10681         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10682 }
10683
10684 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10685                                sector_t *span)
10686 {
10687         struct inode *inode = file_inode(file);
10688         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10689         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10690         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10691         struct extent_state *cached_state = NULL;
10692         struct extent_map *em = NULL;
10693         struct btrfs_chunk_map *map = NULL;
10694         struct btrfs_device *device = NULL;
10695         struct btrfs_swap_info bsi = {
10696                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10697         };
10698         int ret = 0;
10699         u64 isize;
10700         u64 start;
10701
10702         /*
10703          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10704          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10705          * we don't really care.
10706          */
10707         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10708         if (ret)
10709                 return ret;
10710
10711         /*
10712          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10713          */
10714         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10715                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10716                 return -EINVAL;
10717         }
10718         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10719                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10720                 return -EINVAL;
10721         }
10722         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10723                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10724                 return -EINVAL;
10725         }
10726
10727         /*
10728          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10729          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10730          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10731          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10732          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10733          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10734          * really worth the trouble to allow it.
10735          */
10736         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10737                 btrfs_warn(fs_info,
10738            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10739                 return -EBUSY;
10740         }
10741
10742         /*
10743          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10744          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10745          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10746          * completes before the first write into the swap file after it is
10747          * activated, than that write would fallback to COW.
10748          */
10749         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10750                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10751                 btrfs_warn(fs_info,
10752            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10753                 return -EINVAL;
10754         }
10755         /*
10756          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10757          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10758          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10759          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10760          *
10761          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10762          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10763          * activating the swapfile.
10764          */
10765         spin_lock(&root->root_item_lock);
10766         if (btrfs_root_dead(root)) {
10767                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10768
10769                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10770                 btrfs_warn(fs_info,
10771                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10772                         root->root_key.objectid);
10773                 return -EPERM;
10774         }
10775         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10776         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10777
10778         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10779
10780         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10781         start = 0;
10782         while (start < isize) {
10783                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10784                 struct btrfs_block_group *bg;
10785                 u64 len = isize - start;
10786
10787                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, start, len);
10788                 if (IS_ERR(em)) {
10789                         ret = PTR_ERR(em);
10790                         goto out;
10791                 }
10792
10793                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10794                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10795                         ret = -EINVAL;
10796                         goto out;
10797                 }
10798                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10799                         /*
10800                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10801                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10802                          * big enough to store more than the swap header, but in
10803                          * case something changes in the future, let's catch it
10804                          * here rather than later.
10805                          */
10806                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10807                         ret = -EINVAL;
10808                         goto out;
10809                 }
10810                 if (extent_map_is_compressed(em)) {
10811                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10812                         ret = -EINVAL;
10813                         goto out;
10814                 }
10815
10816                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10817                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10818                 free_extent_map(em);
10819                 em = NULL;
10820
10821                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10822                 if (ret < 0) {
10823                         goto out;
10824                 } else if (ret) {
10825                         ret = 0;
10826                 } else {
10827                         btrfs_warn(fs_info,
10828                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10829                         ret = -EINVAL;
10830                         goto out;
10831                 }
10832
10833                 map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10834                 if (IS_ERR(map)) {
10835                         ret = PTR_ERR(map);
10836                         goto out;
10837                 }
10838
10839                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10840                         btrfs_warn(fs_info,
10841                                    "swapfile must have single data profile");
10842                         ret = -EINVAL;
10843                         goto out;
10844                 }
10845
10846                 if (device == NULL) {
10847                         device = map->stripes[0].dev;
10848                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10849                         if (ret == 1)
10850                                 ret = 0;
10851                         else if (ret)
10852                                 goto out;
10853                 } else if (device != map->stripes[0].dev) {
10854                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10855                         ret = -EINVAL;
10856                         goto out;
10857                 }
10858
10859                 physical_block_start = (map->stripes[0].physical +
10860                                         (logical_block_start - map->start));
10861                 len = min(len, map->chunk_len - (logical_block_start - map->start));
10862                 btrfs_free_chunk_map(map);
10863                 map = NULL;
10864
10865                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10866                 if (!bg) {
10867                         btrfs_warn(fs_info,
10868                            "could not find block group containing swapfile");
10869                         ret = -EINVAL;
10870                         goto out;
10871                 }
10872
10873                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10874                         btrfs_warn(fs_info,
10875                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10876                            bg->start,
10877                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10878                                        " (scrub running)" : "");
10879                         btrfs_put_block_group(bg);
10880                         ret = -EINVAL;
10881                         goto out;
10882                 }
10883
10884                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10885                 if (ret) {
10886                         btrfs_put_block_group(bg);
10887                         if (ret == 1)
10888                                 ret = 0;
10889                         else
10890                                 goto out;
10891                 }
10892
10893                 if (bsi.block_len &&
10894                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10895                         bsi.block_len += len;
10896                 } else {
10897                         if (bsi.block_len) {
10898                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10899                                 if (ret)
10900                                         goto out;
10901                         }
10902                         bsi.start = start;
10903                         bsi.block_start = physical_block_start;
10904                         bsi.block_len = len;
10905                 }
10906
10907                 start += len;
10908         }
10909
10910         if (bsi.block_len)
10911                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10912
10913 out:
10914         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10915                 free_extent_map(em);
10916         if (!IS_ERR_OR_NULL(map))
10917                 btrfs_free_chunk_map(map);
10918
10919         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10920
10921         if (ret)
10922                 btrfs_swap_deactivate(file);
10923
10924         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10925
10926         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10927
10928         if (ret)
10929                 return ret;
10930
10931         if (device)
10932                 sis->bdev = device->bdev;
10933         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10934         sis->max = bsi.nr_pages;
10935         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10936         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10937         return bsi.nr_extents;
10938 }
10939 #else
10940 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10941 {
10942 }
10943
10944 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10945                                sector_t *span)
10946 {
10947         return -EOPNOTSUPP;
10948 }
10949 #endif
10950
10951 /*
10952  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10953  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10954  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10955  * always get a correct value.
10956  */
10957 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10958                               const u64 add_bytes,
10959                               const u64 del_bytes)
10960 {
10961         if (add_bytes == del_bytes)
10962                 return;
10963
10964         spin_lock(&inode->lock);
10965         if (del_bytes > 0)
10966                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10967         if (add_bytes > 0)
10968                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10969         spin_unlock(&inode->lock);
10970 }
10971
10972 /*
10973  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10974  *
10975  * @inode:   The target inode.
10976  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10977  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10978  *           sector size aligned.
10979  *
10980  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10981  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10982  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10983  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10984  * the inode's io_tree.
10985  */
10986 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10987 {
10988         struct btrfs_root *root = inode->root;
10989         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10990
10991         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10992                 return;
10993
10994         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10995         if (ordered) {
10996                 btrfs_err(root->fs_info,
10997 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10998                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
10999                           ordered->file_offset,
11000                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
11001                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
11002         }
11003
11004         ASSERT(ordered == NULL);
11005 }
11006
11007 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
11008         .getattr        = btrfs_getattr,
11009         .lookup         = btrfs_lookup,
11010         .create         = btrfs_create,
11011         .unlink         = btrfs_unlink,
11012         .link           = btrfs_link,
11013         .mkdir          = btrfs_mkdir,
11014         .rmdir          = btrfs_rmdir,
11015         .rename         = btrfs_rename2,
11016         .symlink        = btrfs_symlink,
11017         .setattr        = btrfs_setattr,
11018         .mknod          = btrfs_mknod,
11019         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11020         .permission     = btrfs_permission,
11021         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
11022         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11023         .update_time    = btrfs_update_time,
11024         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
11025         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11026         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11027 };
11028
11029 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
11030         .llseek         = btrfs_dir_llseek,
11031         .read           = generic_read_dir,
11032         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
11033         .open           = btrfs_opendir,
11034         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
11035 #ifdef CONFIG_COMPAT
11036         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
11037 #endif
11038         .release        = btrfs_release_file,
11039         .fsync          = btrfs_sync_file,
11040 };
11041
11042 /*
11043  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
11044  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
11045  * these extents won't change over the life of the file and they
11046  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
11047  *
11048  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
11049  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
11050  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
11051  *
11052  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
11053  */
11054 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
11055         .read_folio     = btrfs_read_folio,
11056         .writepages     = btrfs_writepages,
11057         .readahead      = btrfs_readahead,
11058         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
11059         .release_folio  = btrfs_release_folio,
11060         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
11061         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
11062         .error_remove_folio = generic_error_remove_folio,
11063         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
11064         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
11065 };
11066
11067 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
11068         .getattr        = btrfs_getattr,
11069         .setattr        = btrfs_setattr,
11070         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11071         .permission     = btrfs_permission,
11072         .fiemap         = btrfs_fiemap,
11073         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
11074         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11075         .update_time    = btrfs_update_time,
11076         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11077         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11078 };
11079 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
11080         .getattr        = btrfs_getattr,
11081         .setattr        = btrfs_setattr,
11082         .permission     = btrfs_permission,
11083         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11084         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
11085         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11086         .update_time    = btrfs_update_time,
11087 };
11088 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
11089         .get_link       = page_get_link,
11090         .getattr        = btrfs_getattr,
11091         .setattr        = btrfs_setattr,
11092         .permission     = btrfs_permission,
11093         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11094         .update_time    = btrfs_update_time,
11095 };
11096
11097 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11098         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11099 };