fs/btrfs/reflink.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/blkdev.h>
   4 #include <linux/iversion.h>
   5 #include "compression.h"
   6 #include "ctree.h"
   7 #include "delalloc-space.h"
   8 #include "reflink.h"
   9 #include "transaction.h"
  10
  11 #define BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN    SZ_16M
  12
  13 static int clone_finish_inode_update(struct btrfs_trans_handle *trans,
  14                                      struct inode *inode,
  15                                      u64 endoff,
  16                                      const u64 destoff,
  17                                      const u64 olen,
  18                                      int no_time_update)
  19 {
  20         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
  21         int ret;
  22
  23         inode_inc_iversion(inode);
  24         if (!no_time_update)
  25                 inode->i_mtime = inode->i_ctime = current_time(inode);
  26         /*
  27          * We round up to the block size at eof when determining which
  28          * extents to clone above, but shouldn't round up the file size.
  29          */
  30         if (endoff > destoff + olen)
  31                 endoff = destoff + olen;
  32         if (endoff > inode->i_size) {
  33                 i_size_write(inode, endoff);
  34                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
  35         }
  36
  37         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
  38         if (ret) {
  39                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  40                 btrfs_end_transaction(trans);
  41                 goto out;
  42         }
  43         ret = btrfs_end_transaction(trans);
  44 out:
  45         return ret;
  46 }
  47
  48 static int copy_inline_to_page(struct btrfs_inode *inode,
  49                                const u64 file_offset,
  50                                char *inline_data,
  51                                const u64 size,
  52                                const u64 datal,
  53                                const u8 comp_type)
  54 {
  55         const u64 block_size = btrfs_inode_sectorsize(inode);
  56         const u64 range_end = file_offset + block_size - 1;
  57         const size_t inline_size = size - btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
  58         char *data_start = inline_data + btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
  59         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
  60         struct page *page = NULL;
  61         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
  62         int ret;
  63
  64         ASSERT(IS_ALIGNED(file_offset, block_size));
  65
  66         /*
  67          * We have flushed and locked the ranges of the source and destination
  68          * inodes, we also have locked the inodes, so we are safe to do a
  69          * reservation here. Also we must not do the reservation while holding
  70          * a transaction open, otherwise we would deadlock.
  71          */
  72         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, file_offset,
  73                                            block_size);
  74         if (ret)
  75                 goto out;
  76
  77         page = find_or_create_page(mapping, file_offset >> PAGE_SHIFT,
  78                                    btrfs_alloc_write_mask(mapping));
  79         if (!page) {
  80                 ret = -ENOMEM;
  81                 goto out_unlock;
  82         }
  83
  84         ret = set_page_extent_mapped(page);
  85         if (ret < 0)
  86                 goto out_unlock;
  87
  88         clear_extent_bit(&inode->io_tree, file_offset, range_end,
  89                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
  90                          0, 0, NULL);
  91         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, file_offset, range_end, 0, NULL);
  92         if (ret)
  93                 goto out_unlock;
  94
  95         /*
  96          * After dirtying the page our caller will need to start a transaction,
  97          * and if we are low on metadata free space, that can cause flushing of
  98          * delalloc for all inodes in order to get metadata space released.
  99          * However we are holding the range locked for the whole duration of
 100          * the clone/dedupe operation, so we may deadlock if that happens and no
 101          * other task releases enough space. So mark this inode as not being
 102          * possible to flush to avoid such deadlock. We will clear that flag
 103          * when we finish cloning all extents, since a transaction is started
 104          * after finding each extent to clone.
 105          */
 106         set_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &inode->runtime_flags);
 107
 108         if (comp_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
 109                 memcpy_to_page(page, 0, data_start, datal);
 110                 flush_dcache_page(page);
 111         } else {
 112                 ret = btrfs_decompress(comp_type, data_start, page, 0,
 113                                        inline_size, datal);
 114                 if (ret)
 115                         goto out_unlock;
 116                 flush_dcache_page(page);
 117         }
 118
 119         /*
 120          * If our inline data is smaller then the block/page size, then the
 121          * remaining of the block/page is equivalent to zeroes. We had something
 122          * like the following done:
 123          *
 124          * $ xfs_io -f -c "pwrite -S 0xab 0 500" file
 125          * $ sync  # (or fsync)
 126          * $ xfs_io -c "falloc 0 4K" file
 127          * $ xfs_io -c "pwrite -S 0xcd 4K 4K"
 128          *
 129          * So what's in the range [500, 4095] corresponds to zeroes.
 130          */
 131         if (datal < block_size) {
 132                 memzero_page(page, datal, block_size - datal);
 133                 flush_dcache_page(page);
 134         }
 135
 136         SetPageUptodate(page);
 137         ClearPageChecked(page);
 138         set_page_dirty(page);
 139 out_unlock:
 140         if (page) {
 141                 unlock_page(page);
 142                 put_page(page);
 143         }
 144         if (ret)
 145                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, file_offset,
 146                                              block_size, true);
 147         btrfs_delalloc_release_extents(inode, block_size);
 148 out:
 149         extent_changeset_free(data_reserved);
 150
 151         return ret;
 152 }
 153
 154 /*
 155  * Deal with cloning of inline extents. We try to copy the inline extent from
 156  * the source inode to destination inode when possible. When not possible we
 157  * copy the inline extent's data into the respective page of the inode.
 158  */
 159 static int clone_copy_inline_extent(struct inode *dst,
 160                                     struct btrfs_path *path,
 161                                     struct btrfs_key *new_key,
 162                                     const u64 drop_start,
 163                                     const u64 datal,
 164                                     const u64 size,
 165                                     const u8 comp_type,
 166                                     char *inline_data,
 167                                     struct btrfs_trans_handle **trans_out)
 168 {
 169         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dst->i_sb);
 170         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dst)->root;
 171         const u64 aligned_end = ALIGN(new_key->offset + datal,
 172                                       fs_info->sectorsize);
 173         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
 174         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
 175         int ret;
 176         struct btrfs_key key;
 177
 178         if (new_key->offset > 0) {
 179                 ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
 180                                           inline_data, size, datal, comp_type);
 181                 goto out;
 182         }
 183
 184         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(dst));
 185         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
 186         key.offset = 0;
 187         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
 188         if (ret < 0) {
 189                 return ret;
 190         } else if (ret > 0) {
 191                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
 192                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
 193                         if (ret < 0)
 194                                 return ret;
 195                         else if (ret > 0)
 196                                 goto copy_inline_extent;
 197                 }
 198                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
 199                 if (key.objectid == btrfs_ino(BTRFS_I(dst)) &&
 200                     key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
 201                         /*
 202                          * There's an implicit hole at file offset 0, copy the
 203                          * inline extent's data to the page.
 204                          */
 205                         ASSERT(key.offset > 0);
 206                         ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
 207                                                   inline_data, size, datal,
 208                                                   comp_type);
 209                         goto out;
 210                 }
 211         } else if (i_size_read(dst) <= datal) {
 212                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
 213
 214                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
 215                                     struct btrfs_file_extent_item);
 216                 /*
 217                  * If it's an inline extent replace it with the source inline
 218                  * extent, otherwise copy the source inline extent data into
 219                  * the respective page at the destination inode.
 220                  */
 221                 if (btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei) ==
 222                     BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
 223                         goto copy_inline_extent;
 224
 225                 ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
 226                                           inline_data, size, datal, comp_type);
 227                 goto out;
 228         }
 229
 230 copy_inline_extent:
 231         ret = 0;
 232         /*
 233          * We have no extent items, or we have an extent at offset 0 which may
 234          * or may not be inlined. All these cases are dealt the same way.
 235          */
 236         if (i_size_read(dst) > datal) {
 237                 /*
 238                  * At the destination offset 0 we have either a hole, a regular
 239                  * extent or an inline extent larger then the one we want to
 240                  * clone. Deal with all these cases by copying the inline extent
 241                  * data into the respective page at the destination inode.
 242                  */
 243                 ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
 244                                           inline_data, size, datal, comp_type);
 245                 goto out;
 246         }
 247
 248         btrfs_release_path(path);
 249         /*
 250          * If we end up here it means were copy the inline extent into a leaf
 251          * of the destination inode. We know we will drop or adjust at most one
 252          * extent item in the destination root.
 253          *
 254          * 1 unit - adjusting old extent (we may have to split it)
 255          * 1 unit - add new extent
 256          * 1 unit - inode update
 257          */
 258         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
 259         if (IS_ERR(trans)) {
 260                 ret = PTR_ERR(trans);
 261                 trans = NULL;
 262                 goto out;
 263         }
 264         drop_args.path = path;
 265         drop_args.start = drop_start;
 266         drop_args.end = aligned_end;
 267         drop_args.drop_cache = true;
 268         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, BTRFS_I(dst), &drop_args);
 269         if (ret)
 270                 goto out;
 271         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, new_key, size);
 272         if (ret)
 273                 goto out;
 274
 275         write_extent_buffer(path->nodes[0], inline_data,
 276                             btrfs_item_ptr_offset(path->nodes[0],
 277                                                   path->slots[0]),
 278                             size);
 279         btrfs_update_inode_bytes(BTRFS_I(dst), datal, drop_args.bytes_found);
 280         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC, &BTRFS_I(dst)->runtime_flags);
 281         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(dst), 0, aligned_end);
 282 out:
 283         if (!ret && !trans) {
 284                 /*
 285                  * No transaction here means we copied the inline extent into a
 286                  * page of the destination inode.
 287                  *
 288                  * 1 unit to update inode item
 289                  */
 290                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
 291                 if (IS_ERR(trans)) {
 292                         ret = PTR_ERR(trans);
 293                         trans = NULL;
 294                 }
 295         }
 296         if (ret && trans) {
 297                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 298                 btrfs_end_transaction(trans);
 299         }
 300         if (!ret)
 301                 *trans_out = trans;
 302
 303         return ret;
 304 }
 305
 306 /**
 307  * btrfs_clone() - clone a range from inode file to another
 308  *
 309  * @src: Inode to clone from
 310  * @inode: Inode to clone to
 311  * @off: Offset within source to start clone from
 312  * @olen: Original length, passed by user, of range to clone
 313  * @olen_aligned: Block-aligned value of olen
 314  * @destoff: Offset within @inode to start clone
 315  * @no_time_update: Whether to update mtime/ctime on the target inode
 316  */
 317 static int btrfs_clone(struct inode *src, struct inode *inode,
 318                        const u64 off, const u64 olen, const u64 olen_aligned,
 319                        const u64 destoff, int no_time_update)
 320 {
 321         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 322         struct btrfs_path *path = NULL;
 323         struct extent_buffer *leaf;
 324         struct btrfs_trans_handle *trans;
 325         char *buf = NULL;
 326         struct btrfs_key key;
 327         u32 nritems;
 328         int slot;
 329         int ret;
 330         const u64 len = olen_aligned;
 331         u64 last_dest_end = destoff;
 332
 333         ret = -ENOMEM;
 334         buf = kvmalloc(fs_info->nodesize, GFP_KERNEL);
 335         if (!buf)
 336                 return ret;
 337
 338         path = btrfs_alloc_path();
 339         if (!path) {
 340                 kvfree(buf);
 341                 return ret;
 342         }
 343
 344         path->reada = READA_FORWARD;
 345         /* Clone data */
 346         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(src));
 347         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
 348         key.offset = off;
 349
 350         while (1) {
 351                 u64 next_key_min_offset = key.offset + 1;
 352                 struct btrfs_file_extent_item *extent;
 353                 u64 extent_gen;
 354                 int type;
 355                 u32 size;
 356                 struct btrfs_key new_key;
 357                 u64 disko = 0, diskl = 0;
 358                 u64 datao = 0, datal = 0;
 359                 u8 comp;
 360                 u64 drop_start;
 361
 362                 /* Note the key will change type as we walk through the tree */
 363                 ret = btrfs_search_slot(NULL, BTRFS_I(src)->root, &key, path,
 364                                 0, 0);
 365                 if (ret < 0)
 366                         goto out;
 367                 /*
 368                  * First search, if no extent item that starts at offset off was
 369                  * found but the previous item is an extent item, it's possible
 370                  * it might overlap our target range, therefore process it.
 371                  */
 372                 if (key.offset == off && ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
 373                         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key,
 374                                               path->slots[0] - 1);
 375                         if (key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
 376                                 path->slots[0]--;
 377                 }
 378
 379                 nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
 380 process_slot:
 381                 if (path->slots[0] >= nritems) {
 382                         ret = btrfs_next_leaf(BTRFS_I(src)->root, path);
 383                         if (ret < 0)
 384                                 goto out;
 385                         if (ret > 0)
 386                                 break;
 387                         nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
 388                 }
 389                 leaf = path->nodes[0];
 390                 slot = path->slots[0];
 391
 392                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
 393                 if (key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
 394                     key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(src)))
 395                         break;
 396
 397                 ASSERT(key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
 398
 399                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
 400                                         struct btrfs_file_extent_item);
 401                 extent_gen = btrfs_file_extent_generation(leaf, extent);
 402                 comp = btrfs_file_extent_compression(leaf, extent);
 403                 type = btrfs_file_extent_type(leaf, extent);
 404                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
 405                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
 406                         disko = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, extent);
 407                         diskl = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, extent);
 408                         datao = btrfs_file_extent_offset(leaf, extent);
 409                         datal = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, extent);
 410                 } else if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
 411                         /* Take upper bound, may be compressed */
 412                         datal = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, extent);
 413                 }
 414
 415                 /*
 416                  * The first search might have left us at an extent item that
 417                  * ends before our target range's start, can happen if we have
 418                  * holes and NO_HOLES feature enabled.
 419                  */
 420                 if (key.offset + datal <= off) {
 421                         path->slots[0]++;
 422                         goto process_slot;
 423                 } else if (key.offset >= off + len) {
 424                         break;
 425                 }
 426                 next_key_min_offset = key.offset + datal;
 427                 size = btrfs_item_size_nr(leaf, slot);
 428                 read_extent_buffer(leaf, buf, btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot),
 429                                    size);
 430
 431                 btrfs_release_path(path);
 432
 433                 memcpy(&new_key, &key, sizeof(new_key));
 434                 new_key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
 435                 if (off <= key.offset)
 436                         new_key.offset = key.offset + destoff - off;
 437                 else
 438                         new_key.offset = destoff;
 439
 440                 /*
 441                  * Deal with a hole that doesn't have an extent item that
 442                  * represents it (NO_HOLES feature enabled).
 443                  * This hole is either in the middle of the cloning range or at
 444                  * the beginning (fully overlaps it or partially overlaps it).
 445                  */
 446                 if (new_key.offset != last_dest_end)
 447                         drop_start = last_dest_end;
 448                 else
 449                         drop_start = new_key.offset;
 450
 451                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
 452                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
 453                         struct btrfs_replace_extent_info clone_info;
 454
 455                         /*
 456                          *    a  | --- range to clone ---|  b
 457                          * | ------------- extent ------------- |
 458                          */
 459
 460                         /* Subtract range b */
 461                         if (key.offset + datal > off + len)
 462                                 datal = off + len - key.offset;
 463
 464                         /* Subtract range a */
 465                         if (off > key.offset) {
 466                                 datao += off - key.offset;
 467                                 datal -= off - key.offset;
 468                         }
 469
 470                         clone_info.disk_offset = disko;
 471                         clone_info.disk_len = diskl;
 472                         clone_info.data_offset = datao;
 473                         clone_info.data_len = datal;
 474                         clone_info.file_offset = new_key.offset;
 475                         clone_info.extent_buf = buf;
 476                         clone_info.is_new_extent = false;
 477                         ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path,
 478                                         drop_start, new_key.offset + datal - 1,
 479                                         &clone_info, &trans);
 480                         if (ret)
 481                                 goto out;
 482                 } else if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
 483                         /*
 484                          * Inline extents always have to start at file offset 0
 485                          * and can never be bigger then the sector size. We can
 486                          * never clone only parts of an inline extent, since all
 487                          * reflink operations must start at a sector size aligned
 488                          * offset, and the length must be aligned too or end at
 489                          * the i_size (which implies the whole inlined data).
 490                          */
 491                         ASSERT(key.offset == 0);
 492                         ASSERT(datal <= fs_info->sectorsize);
 493                         if (key.offset != 0 || datal > fs_info->sectorsize)
 494                                 return -EUCLEAN;
 495
 496                         ret = clone_copy_inline_extent(inode, path, &new_key,
 497                                                        drop_start, datal, size,
 498                                                        comp, buf, &trans);
 499                         if (ret)
 500                                 goto out;
 501                 }
 502
 503                 btrfs_release_path(path);
 504
 505                 /*
 506                  * If this is a new extent update the last_reflink_trans of both
 507                  * inodes. This is used by fsync to make sure it does not log
 508                  * multiple checksum items with overlapping ranges. For older
 509                  * extents we don't need to do it since inode logging skips the
 510                  * checksums for older extents. Also ignore holes and inline
 511                  * extents because they don't have checksums in the csum tree.
 512                  */
 513                 if (extent_gen == trans->transid && disko > 0) {
 514                         BTRFS_I(src)->last_reflink_trans = trans->transid;
 515                         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = trans->transid;
 516                 }
 517
 518                 last_dest_end = ALIGN(new_key.offset + datal,
 519                                       fs_info->sectorsize);
 520                 ret = clone_finish_inode_update(trans, inode, last_dest_end,
 521                                                 destoff, olen, no_time_update);
 522                 if (ret)
 523                         goto out;
 524                 if (new_key.offset + datal >= destoff + len)
 525                         break;
 526
 527                 btrfs_release_path(path);
 528                 key.offset = next_key_min_offset;
 529
 530                 if (fatal_signal_pending(current)) {
 531                         ret = -EINTR;
 532                         goto out;
 533                 }
 534
 535                 cond_resched();
 536         }
 537         ret = 0;
 538
 539         if (last_dest_end < destoff + len) {
 540                 /*
 541                  * We have an implicit hole that fully or partially overlaps our
 542                  * cloning range at its end. This means that we either have the
 543                  * NO_HOLES feature enabled or the implicit hole happened due to
 544                  * mixing buffered and direct IO writes against this file.
 545                  */
 546                 btrfs_release_path(path);
 547
 548                 /*
 549                  * When using NO_HOLES and we are cloning a range that covers
 550                  * only a hole (no extents) into a range beyond the current
 551                  * i_size, punching a hole in the target range will not create
 552                  * an extent map defining a hole, because the range starts at or
 553                  * beyond current i_size. If the file previously had an i_size
 554                  * greater than the new i_size set by this clone operation, we
 555                  * need to make sure the next fsync is a full fsync, so that it
 556                  * detects and logs a hole covering a range from the current
 557                  * i_size to the new i_size. If the clone range covers extents,
 558                  * besides a hole, then we know the full sync flag was already
 559                  * set by previous calls to btrfs_replace_file_extents() that
 560                  * replaced file extent items.
 561                  */
 562                 if (last_dest_end >= i_size_read(inode))
 563                         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
 564                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
 565
 566                 ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path,
 567                                 last_dest_end, destoff + len - 1, NULL, &trans);
 568                 if (ret)
 569                         goto out;
 570
 571                 ret = clone_finish_inode_update(trans, inode, destoff + len,
 572                                                 destoff, olen, no_time_update);
 573         }
 574
 575 out:
 576         btrfs_free_path(path);
 577         kvfree(buf);
 578         clear_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
 579
 580         return ret;
 581 }
 582
 583 static void btrfs_double_extent_unlock(struct inode *inode1, u64 loff1,
 584                                        struct inode *inode2, u64 loff2, u64 len)
 585 {
 586         unlock_extent(&BTRFS_I(inode1)->io_tree, loff1, loff1 + len - 1);
 587         unlock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, loff2 + len - 1);
 588 }
 589
 590 static void btrfs_double_extent_lock(struct inode *inode1, u64 loff1,
 591                                      struct inode *inode2, u64 loff2, u64 len)
 592 {
 593         if (inode1 < inode2) {
 594                 swap(inode1, inode2);
 595                 swap(loff1, loff2);
 596         } else if (inode1 == inode2 && loff2 < loff1) {
 597                 swap(loff1, loff2);
 598         }
 599         lock_extent(&BTRFS_I(inode1)->io_tree, loff1, loff1 + len - 1);
 600         lock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, loff2 + len - 1);
 601 }
 602
 603 static void btrfs_double_mmap_lock(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
 604 {
 605         if (inode1 < inode2)
 606                 swap(inode1, inode2);
 607         down_write(&BTRFS_I(inode1)->i_mmap_lock);
 608         down_write_nested(&BTRFS_I(inode2)->i_mmap_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
 609 }
 610
 611 static void btrfs_double_mmap_unlock(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
 612 {
 613         up_write(&BTRFS_I(inode1)->i_mmap_lock);
 614         up_write(&BTRFS_I(inode2)->i_mmap_lock);
 615 }
 616
 617 static int btrfs_extent_same_range(struct inode *src, u64 loff, u64 len,
 618                                    struct inode *dst, u64 dst_loff)
 619 {
 620         const u64 bs = BTRFS_I(src)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
 621         int ret;
 622
 623         /*
 624          * Lock destination range to serialize with concurrent readpages() and
 625          * source range to serialize with relocation.
 626          */
 627         btrfs_double_extent_lock(src, loff, dst, dst_loff, len);
 628         ret = btrfs_clone(src, dst, loff, len, ALIGN(len, bs), dst_loff, 1);
 629         btrfs_double_extent_unlock(src, loff, dst, dst_loff, len);
 630
 631         return ret;
 632 }
 633
 634 static int btrfs_extent_same(struct inode *src, u64 loff, u64 olen,
 635                              struct inode *dst, u64 dst_loff)
 636 {
 637         int ret;
 638         u64 i, tail_len, chunk_count;
 639         struct btrfs_root *root_dst = BTRFS_I(dst)->root;
 640
 641         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
 642         if (root_dst->send_in_progress) {
 643                 btrfs_warn_rl(root_dst->fs_info,
 644 "cannot deduplicate to root %llu while send operations are using it (%d in progress)",
 645                               root_dst->root_key.objectid,
 646                               root_dst->send_in_progress);
 647                 spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 648                 return -EAGAIN;
 649         }
 650         root_dst->dedupe_in_progress++;
 651         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 652
 653         tail_len = olen % BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 654         chunk_count = div_u64(olen, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN);
 655
 656         for (i = 0; i < chunk_count; i++) {
 657                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN,
 658                                               dst, dst_loff);
 659                 if (ret)
 660                         goto out;
 661
 662                 loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 663                 dst_loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 664         }
 665
 666         if (tail_len > 0)
 667                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, tail_len, dst, dst_loff);
 668 out:
 669         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
 670         root_dst->dedupe_in_progress--;
 671         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 672
 673         return ret;
 674 }
 675
 676 static noinline int btrfs_clone_files(struct file *file, struct file *file_src,
 677                                         u64 off, u64 olen, u64 destoff)
 678 {
 679         struct inode *inode = file_inode(file);
 680         struct inode *src = file_inode(file_src);
 681         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 682         int ret;
 683         int wb_ret;
 684         u64 len = olen;
 685         u64 bs = fs_info->sb->s_blocksize;
 686
 687         /*
 688          * VFS's generic_remap_file_range_prep() protects us from cloning the
 689          * eof block into the middle of a file, which would result in corruption
 690          * if the file size is not blocksize aligned. So we don't need to check
 691          * for that case here.
 692          */
 693         if (off + len == src->i_size)
 694                 len = ALIGN(src->i_size, bs) - off;
 695
 696         if (destoff > inode->i_size) {
 697                 const u64 wb_start = ALIGN_DOWN(inode->i_size, bs);
 698
 699                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), inode->i_size, destoff);
 700                 if (ret)
 701                         return ret;
 702                 /*
 703                  * We may have truncated the last block if the inode's size is
 704                  * not sector size aligned, so we need to wait for writeback to
 705                  * complete before proceeding further, otherwise we can race
 706                  * with cloning and attempt to increment a reference to an
 707                  * extent that no longer exists (writeback completed right after
 708                  * we found the previous extent covering eof and before we
 709                  * attempted to increment its reference count).
 710                  */
 711                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, wb_start,
 712                                                destoff - wb_start);
 713                 if (ret)
 714                         return ret;
 715         }
 716
 717         /*
 718          * Lock destination range to serialize with concurrent readpages() and
 719          * source range to serialize with relocation.
 720          */
 721         btrfs_double_extent_lock(src, off, inode, destoff, len);
 722         ret = btrfs_clone(src, inode, off, olen, len, destoff, 0);
 723         btrfs_double_extent_unlock(src, off, inode, destoff, len);
 724
 725         /*
 726          * We may have copied an inline extent into a page of the destination
 727          * range, so wait for writeback to complete before truncating pages
 728          * from the page cache. This is a rare case.
 729          */
 730         wb_ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, destoff, len);
 731         ret = ret ? ret : wb_ret;
 732         /*
 733          * Truncate page cache pages so that future reads will see the cloned
 734          * data immediately and not the previous data.
 735          */
 736         truncate_inode_pages_range(&inode->i_data,
 737                                 round_down(destoff, PAGE_SIZE),
 738                                 round_up(destoff + len, PAGE_SIZE) - 1);
 739
 740         return ret;
 741 }
 742
 743 static int btrfs_remap_file_range_prep(struct file *file_in, loff_t pos_in,
 744                                        struct file *file_out, loff_t pos_out,
 745                                        loff_t *len, unsigned int remap_flags)
 746 {
 747         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
 748         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
 749         u64 bs = BTRFS_I(inode_out)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
 750         bool same_inode = inode_out == inode_in;
 751         u64 wb_len;
 752         int ret;
 753
 754         if (!(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)) {
 755                 struct btrfs_root *root_out = BTRFS_I(inode_out)->root;
 756
 757                 if (btrfs_root_readonly(root_out))
 758                         return -EROFS;
 759
 760                 if (file_in->f_path.mnt != file_out->f_path.mnt ||
 761                     inode_in->i_sb != inode_out->i_sb)
 762                         return -EXDEV;
 763         }
 764
 765         /* Don't make the dst file partly checksummed */
 766         if ((BTRFS_I(inode_in)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) !=
 767             (BTRFS_I(inode_out)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
 768                 return -EINVAL;
 769         }
 770
 771         /*
 772          * Now that the inodes are locked, we need to start writeback ourselves
 773          * and can not rely on the writeback from the VFS's generic helper
 774          * generic_remap_file_range_prep() because:
 775          *
 776          * 1) For compression we must call filemap_fdatawrite_range() range
 777          *    twice (btrfs_fdatawrite_range() does it for us), and the generic
 778          *    helper only calls it once;
 779          *
 780          * 2) filemap_fdatawrite_range(), called by the generic helper only
 781          *    waits for the writeback to complete, i.e. for IO to be done, and
 782          *    not for the ordered extents to complete. We need to wait for them
 783          *    to complete so that new file extent items are in the fs tree.
 784          */
 785         if (*len == 0 && !(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP))
 786                 wb_len = ALIGN(inode_in->i_size, bs) - ALIGN_DOWN(pos_in, bs);
 787         else
 788                 wb_len = ALIGN(*len, bs);
 789
 790         /*
 791          * Since we don't lock ranges, wait for ongoing lockless dio writes (as
 792          * any in progress could create its ordered extents after we wait for
 793          * existing ordered extents below).
 794          */
 795         inode_dio_wait(inode_in);
 796         if (!same_inode)
 797                 inode_dio_wait(inode_out);
 798
 799         /*
 800          * Workaround to make sure NOCOW buffered write reach disk as NOCOW.
 801          *
 802          * Btrfs' back references do not have a block level granularity, they
 803          * work at the whole extent level.
 804          * NOCOW buffered write without data space reserved may not be able
 805          * to fall back to CoW due to lack of data space, thus could cause
 806          * data loss.
 807          *
 808          * Here we take a shortcut by flushing the whole inode, so that all
 809          * nocow write should reach disk as nocow before we increase the
 810          * reference of the extent. We could do better by only flushing NOCOW
 811          * data, but that needs extra accounting.
 812          *
 813          * Also we don't need to check ASYNC_EXTENT, as async extent will be
 814          * CoWed anyway, not affecting nocow part.
 815          */
 816         ret = filemap_flush(inode_in->i_mapping);
 817         if (ret < 0)
 818                 return ret;
 819
 820         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_in, ALIGN_DOWN(pos_in, bs),
 821                                        wb_len);
 822         if (ret < 0)
 823                 return ret;
 824         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_out, ALIGN_DOWN(pos_out, bs),
 825                                        wb_len);
 826         if (ret < 0)
 827                 return ret;
 828
 829         return generic_remap_file_range_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 830                                             len, remap_flags);
 831 }
 832
 833 static bool file_sync_write(const struct file *file)
 834 {
 835         if (file->f_flags & (__O_SYNC | O_DSYNC))
 836                 return true;
 837         if (IS_SYNC(file_inode(file)))
 838                 return true;
 839
 840         return false;
 841 }
 842
 843 loff_t btrfs_remap_file_range(struct file *src_file, loff_t off,
 844                 struct file *dst_file, loff_t destoff, loff_t len,
 845                 unsigned int remap_flags)
 846 {
 847         struct inode *src_inode = file_inode(src_file);
 848         struct inode *dst_inode = file_inode(dst_file);
 849         bool same_inode = dst_inode == src_inode;
 850         int ret;
 851
 852         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
 853                 return -EINVAL;
 854
 855         if (same_inode) {
 856                 btrfs_inode_lock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
 857         } else {
 858                 lock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
 859                 btrfs_double_mmap_lock(src_inode, dst_inode);
 860         }
 861
 862         ret = btrfs_remap_file_range_prep(src_file, off, dst_file, destoff,
 863                                           &len, remap_flags);
 864         if (ret < 0 || len == 0)
 865                 goto out_unlock;
 866
 867         if (remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)
 868                 ret = btrfs_extent_same(src_inode, off, len, dst_inode, destoff);
 869         else
 870                 ret = btrfs_clone_files(dst_file, src_file, off, len, destoff);
 871
 872 out_unlock:
 873         if (same_inode) {
 874                 btrfs_inode_unlock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
 875         } else {
 876                 btrfs_double_mmap_unlock(src_inode, dst_inode);
 877                 unlock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
 878         }
 879
 880         /*
 881          * If either the source or the destination file was opened with O_SYNC,
 882          * O_DSYNC or has the S_SYNC attribute, fsync both the destination and
 883          * source files/ranges, so that after a successful return (0) followed
 884          * by a power failure results in the reflinked data to be readable from
 885          * both files/ranges.
 886          */
 887         if (ret == 0 && len > 0 &&
 888             (file_sync_write(src_file) || file_sync_write(dst_file))) {
 889                 ret = btrfs_sync_file(src_file, off, off + len - 1, 0);
 890                 if (ret == 0)
 891                         ret = btrfs_sync_file(dst_file, destoff,
 892                                               destoff + len - 1, 0);
 893         }
 894
 895         return ret < 0 ? ret : len;
 896 }