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 #include "subpage.h"
  11
  12 #define BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN    SZ_16M
  13
  14 static int clone_finish_inode_update(struct btrfs_trans_handle *trans,
  15                                      struct inode *inode,
  16                                      u64 endoff,
  17                                      const u64 destoff,
  18                                      const u64 olen,
  19                                      int no_time_update)
  20 {
  21         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
  22         int ret;
  23
  24         inode_inc_iversion(inode);
  25         if (!no_time_update)
  26                 inode->i_mtime = inode->i_ctime = current_time(inode);
  27         /*
  28          * We round up to the block size at eof when determining which
  29          * extents to clone above, but shouldn't round up the file size.
  30          */
  31         if (endoff > destoff + olen)
  32                 endoff = destoff + olen;
  33         if (endoff > inode->i_size) {
  34                 i_size_write(inode, endoff);
  35                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
  36         }
  37
  38         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
  39         if (ret) {
  40                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  41                 btrfs_end_transaction(trans);
  42                 goto out;
  43         }
  44         ret = btrfs_end_transaction(trans);
  45 out:
  46         return ret;
  47 }
  48
  49 static int copy_inline_to_page(struct btrfs_inode *inode,
  50                                const u64 file_offset,
  51                                char *inline_data,
  52                                const u64 size,
  53                                const u64 datal,
  54                                const u8 comp_type)
  55 {
  56         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
  57         const u32 block_size = fs_info->sectorsize;
  58         const u64 range_end = file_offset + block_size - 1;
  59         const size_t inline_size = size - btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
  60         char *data_start = inline_data + btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
  61         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
  62         struct page *page = NULL;
  63         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
  64         int ret;
  65
  66         ASSERT(IS_ALIGNED(file_offset, block_size));
  67
  68         /*
  69          * We have flushed and locked the ranges of the source and destination
  70          * inodes, we also have locked the inodes, so we are safe to do a
  71          * reservation here. Also we must not do the reservation while holding
  72          * a transaction open, otherwise we would deadlock.
  73          */
  74         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, file_offset,
  75                                            block_size);
  76         if (ret)
  77                 goto out;
  78
  79         page = find_or_create_page(mapping, file_offset >> PAGE_SHIFT,
  80                                    btrfs_alloc_write_mask(mapping));
  81         if (!page) {
  82                 ret = -ENOMEM;
  83                 goto out_unlock;
  84         }
  85
  86         ret = set_page_extent_mapped(page);
  87         if (ret < 0)
  88                 goto out_unlock;
  89
  90         clear_extent_bit(&inode->io_tree, file_offset, range_end,
  91                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
  92                          0, 0, NULL);
  93         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, file_offset, range_end, 0, NULL);
  94         if (ret)
  95                 goto out_unlock;
  96
  97         /*
  98          * After dirtying the page our caller will need to start a transaction,
  99          * and if we are low on metadata free space, that can cause flushing of
 100          * delalloc for all inodes in order to get metadata space released.
 101          * However we are holding the range locked for the whole duration of
 102          * the clone/dedupe operation, so we may deadlock if that happens and no
 103          * other task releases enough space. So mark this inode as not being
 104          * possible to flush to avoid such deadlock. We will clear that flag
 105          * when we finish cloning all extents, since a transaction is started
 106          * after finding each extent to clone.
 107          */
 108         set_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &inode->runtime_flags);
 109
 110         if (comp_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
 111                 memcpy_to_page(page, offset_in_page(file_offset), data_start,
 112                                datal);
 113         } else {
 114                 ret = btrfs_decompress(comp_type, data_start, page,
 115                                        offset_in_page(file_offset),
 116                                        inline_size, datal);
 117                 if (ret)
 118                         goto out_unlock;
 119                 flush_dcache_page(page);
 120         }
 121
 122         /*
 123          * If our inline data is smaller then the block/page size, then the
 124          * remaining of the block/page is equivalent to zeroes. We had something
 125          * like the following done:
 126          *
 127          * $ xfs_io -f -c "pwrite -S 0xab 0 500" file
 128          * $ sync  # (or fsync)
 129          * $ xfs_io -c "falloc 0 4K" file
 130          * $ xfs_io -c "pwrite -S 0xcd 4K 4K"
 131          *
 132          * So what's in the range [500, 4095] corresponds to zeroes.
 133          */
 134         if (datal < block_size)
 135                 memzero_page(page, datal, block_size - datal);
 136
 137         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, file_offset, block_size);
 138         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, file_offset, block_size);
 139         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, file_offset, block_size);
 140 out_unlock:
 141         if (page) {
 142                 unlock_page(page);
 143                 put_page(page);
 144         }
 145         if (ret)
 146                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, file_offset,
 147                                              block_size, true);
 148         btrfs_delalloc_release_extents(inode, block_size);
 149 out:
 150         extent_changeset_free(data_reserved);
 151
 152         return ret;
 153 }
 154
 155 /*
 156  * Deal with cloning of inline extents. We try to copy the inline extent from
 157  * the source inode to destination inode when possible. When not possible we
 158  * copy the inline extent's data into the respective page of the inode.
 159  */
 160 static int clone_copy_inline_extent(struct inode *dst,
 161                                     struct btrfs_path *path,
 162                                     struct btrfs_key *new_key,
 163                                     const u64 drop_start,
 164                                     const u64 datal,
 165                                     const u64 size,
 166                                     const u8 comp_type,
 167                                     char *inline_data,
 168                                     struct btrfs_trans_handle **trans_out)
 169 {
 170         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dst->i_sb);
 171         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dst)->root;
 172         const u64 aligned_end = ALIGN(new_key->offset + datal,
 173                                       fs_info->sectorsize);
 174         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
 175         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
 176         int ret;
 177         struct btrfs_key key;
 178
 179         if (new_key->offset > 0) {
 180                 ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
 181                                           inline_data, size, datal, comp_type);
 182                 goto out;
 183         }
 184
 185         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(dst));
 186         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
 187         key.offset = 0;
 188         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
 189         if (ret < 0) {
 190                 return ret;
 191         } else if (ret > 0) {
 192                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
 193                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
 194                         if (ret < 0)
 195                                 return ret;
 196                         else if (ret > 0)
 197                                 goto copy_inline_extent;
 198                 }
 199                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
 200                 if (key.objectid == btrfs_ino(BTRFS_I(dst)) &&
 201                     key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
 202                         /*
 203                          * There's an implicit hole at file offset 0, copy the
 204                          * inline extent's data to the page.
 205                          */
 206                         ASSERT(key.offset > 0);
 207                         goto copy_to_page;
 208                 }
 209         } else if (i_size_read(dst) <= datal) {
 210                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
 211
 212                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
 213                                     struct btrfs_file_extent_item);
 214                 /*
 215                  * If it's an inline extent replace it with the source inline
 216                  * extent, otherwise copy the source inline extent data into
 217                  * the respective page at the destination inode.
 218                  */
 219                 if (btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei) ==
 220                     BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
 221                         goto copy_inline_extent;
 222
 223                 goto copy_to_page;
 224         }
 225
 226 copy_inline_extent:
 227         /*
 228          * We have no extent items, or we have an extent at offset 0 which may
 229          * or may not be inlined. All these cases are dealt the same way.
 230          */
 231         if (i_size_read(dst) > datal) {
 232                 /*
 233                  * At the destination offset 0 we have either a hole, a regular
 234                  * extent or an inline extent larger then the one we want to
 235                  * clone. Deal with all these cases by copying the inline extent
 236                  * data into the respective page at the destination inode.
 237                  */
 238                 goto copy_to_page;
 239         }
 240
 241         /*
 242          * Release path before starting a new transaction so we don't hold locks
 243          * that would confuse lockdep.
 244          */
 245         btrfs_release_path(path);
 246         /*
 247          * If we end up here it means were copy the inline extent into a leaf
 248          * of the destination inode. We know we will drop or adjust at most one
 249          * extent item in the destination root.
 250          *
 251          * 1 unit - adjusting old extent (we may have to split it)
 252          * 1 unit - add new extent
 253          * 1 unit - inode update
 254          */
 255         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
 256         if (IS_ERR(trans)) {
 257                 ret = PTR_ERR(trans);
 258                 trans = NULL;
 259                 goto out;
 260         }
 261         drop_args.path = path;
 262         drop_args.start = drop_start;
 263         drop_args.end = aligned_end;
 264         drop_args.drop_cache = true;
 265         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, BTRFS_I(dst), &drop_args);
 266         if (ret)
 267                 goto out;
 268         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, new_key, size);
 269         if (ret)
 270                 goto out;
 271
 272         write_extent_buffer(path->nodes[0], inline_data,
 273                             btrfs_item_ptr_offset(path->nodes[0],
 274                                                   path->slots[0]),
 275                             size);
 276         btrfs_update_inode_bytes(BTRFS_I(dst), datal, drop_args.bytes_found);
 277         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(dst));
 278         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(dst), 0, aligned_end);
 279 out:
 280         if (!ret && !trans) {
 281                 /*
 282                  * No transaction here means we copied the inline extent into a
 283                  * page of the destination inode.
 284                  *
 285                  * 1 unit to update inode item
 286                  */
 287                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
 288                 if (IS_ERR(trans)) {
 289                         ret = PTR_ERR(trans);
 290                         trans = NULL;
 291                 }
 292         }
 293         if (ret && trans) {
 294                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 295                 btrfs_end_transaction(trans);
 296         }
 297         if (!ret)
 298                 *trans_out = trans;
 299
 300         return ret;
 301
 302 copy_to_page:
 303         /*
 304          * Release our path because we don't need it anymore and also because
 305          * copy_inline_to_page() needs to reserve data and metadata, which may
 306          * need to flush delalloc when we are low on available space and
 307          * therefore cause a deadlock if writeback of an inline extent needs to
 308          * write to the same leaf or an ordered extent completion needs to write
 309          * to the same leaf.
 310          */
 311         btrfs_release_path(path);
 312
 313         ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
 314                                   inline_data, size, datal, comp_type);
 315         goto out;
 316 }
 317
 318 /**
 319  * btrfs_clone() - clone a range from inode file to another
 320  *
 321  * @src: Inode to clone from
 322  * @inode: Inode to clone to
 323  * @off: Offset within source to start clone from
 324  * @olen: Original length, passed by user, of range to clone
 325  * @olen_aligned: Block-aligned value of olen
 326  * @destoff: Offset within @inode to start clone
 327  * @no_time_update: Whether to update mtime/ctime on the target inode
 328  */
 329 static int btrfs_clone(struct inode *src, struct inode *inode,
 330                        const u64 off, const u64 olen, const u64 olen_aligned,
 331                        const u64 destoff, int no_time_update)
 332 {
 333         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 334         struct btrfs_path *path = NULL;
 335         struct extent_buffer *leaf;
 336         struct btrfs_trans_handle *trans;
 337         char *buf = NULL;
 338         struct btrfs_key key;
 339         u32 nritems;
 340         int slot;
 341         int ret;
 342         const u64 len = olen_aligned;
 343         u64 last_dest_end = destoff;
 344         u64 prev_extent_end = off;
 345
 346         ret = -ENOMEM;
 347         buf = kvmalloc(fs_info->nodesize, GFP_KERNEL);
 348         if (!buf)
 349                 return ret;
 350
 351         path = btrfs_alloc_path();
 352         if (!path) {
 353                 kvfree(buf);
 354                 return ret;
 355         }
 356
 357         path->reada = READA_FORWARD;
 358         /* Clone data */
 359         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(src));
 360         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
 361         key.offset = off;
 362
 363         while (1) {
 364                 struct btrfs_file_extent_item *extent;
 365                 u64 extent_gen;
 366                 int type;
 367                 u32 size;
 368                 struct btrfs_key new_key;
 369                 u64 disko = 0, diskl = 0;
 370                 u64 datao = 0, datal = 0;
 371                 u8 comp;
 372                 u64 drop_start;
 373
 374                 /* Note the key will change type as we walk through the tree */
 375                 ret = btrfs_search_slot(NULL, BTRFS_I(src)->root, &key, path,
 376                                 0, 0);
 377                 if (ret < 0)
 378                         goto out;
 379                 /*
 380                  * First search, if no extent item that starts at offset off was
 381                  * found but the previous item is an extent item, it's possible
 382                  * it might overlap our target range, therefore process it.
 383                  */
 384                 if (key.offset == off && ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
 385                         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key,
 386                                               path->slots[0] - 1);
 387                         if (key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
 388                                 path->slots[0]--;
 389                 }
 390
 391                 nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
 392 process_slot:
 393                 if (path->slots[0] >= nritems) {
 394                         ret = btrfs_next_leaf(BTRFS_I(src)->root, path);
 395                         if (ret < 0)
 396                                 goto out;
 397                         if (ret > 0)
 398                                 break;
 399                         nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
 400                 }
 401                 leaf = path->nodes[0];
 402                 slot = path->slots[0];
 403
 404                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
 405                 if (key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
 406                     key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(src)))
 407                         break;
 408
 409                 ASSERT(key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
 410
 411                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
 412                                         struct btrfs_file_extent_item);
 413                 extent_gen = btrfs_file_extent_generation(leaf, extent);
 414                 comp = btrfs_file_extent_compression(leaf, extent);
 415                 type = btrfs_file_extent_type(leaf, extent);
 416                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
 417                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
 418                         disko = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, extent);
 419                         diskl = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, extent);
 420                         datao = btrfs_file_extent_offset(leaf, extent);
 421                         datal = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, extent);
 422                 } else if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
 423                         /* Take upper bound, may be compressed */
 424                         datal = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, extent);
 425                 }
 426
 427                 /*
 428                  * The first search might have left us at an extent item that
 429                  * ends before our target range's start, can happen if we have
 430                  * holes and NO_HOLES feature enabled.
 431                  *
 432                  * Subsequent searches may leave us on a file range we have
 433                  * processed before - this happens due to a race with ordered
 434                  * extent completion for a file range that is outside our source
 435                  * range, but that range was part of a file extent item that
 436                  * also covered a leading part of our source range.
 437                  */
 438                 if (key.offset + datal <= prev_extent_end) {
 439                         path->slots[0]++;
 440                         goto process_slot;
 441                 } else if (key.offset >= off + len) {
 442                         break;
 443                 }
 444
 445                 prev_extent_end = key.offset + datal;
 446                 size = btrfs_item_size(leaf, slot);
 447                 read_extent_buffer(leaf, buf, btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot),
 448                                    size);
 449
 450                 btrfs_release_path(path);
 451
 452                 memcpy(&new_key, &key, sizeof(new_key));
 453                 new_key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
 454                 if (off <= key.offset)
 455                         new_key.offset = key.offset + destoff - off;
 456                 else
 457                         new_key.offset = destoff;
 458
 459                 /*
 460                  * Deal with a hole that doesn't have an extent item that
 461                  * represents it (NO_HOLES feature enabled).
 462                  * This hole is either in the middle of the cloning range or at
 463                  * the beginning (fully overlaps it or partially overlaps it).
 464                  */
 465                 if (new_key.offset != last_dest_end)
 466                         drop_start = last_dest_end;
 467                 else
 468                         drop_start = new_key.offset;
 469
 470                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
 471                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
 472                         struct btrfs_replace_extent_info clone_info;
 473
 474                         /*
 475                          *    a  | --- range to clone ---|  b
 476                          * | ------------- extent ------------- |
 477                          */
 478
 479                         /* Subtract range b */
 480                         if (key.offset + datal > off + len)
 481                                 datal = off + len - key.offset;
 482
 483                         /* Subtract range a */
 484                         if (off > key.offset) {
 485                                 datao += off - key.offset;
 486                                 datal -= off - key.offset;
 487                         }
 488
 489                         clone_info.disk_offset = disko;
 490                         clone_info.disk_len = diskl;
 491                         clone_info.data_offset = datao;
 492                         clone_info.data_len = datal;
 493                         clone_info.file_offset = new_key.offset;
 494                         clone_info.extent_buf = buf;
 495                         clone_info.is_new_extent = false;
 496                         clone_info.update_times = !no_time_update;
 497                         ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path,
 498                                         drop_start, new_key.offset + datal - 1,
 499                                         &clone_info, &trans);
 500                         if (ret)
 501                                 goto out;
 502                 } else {
 503                         ASSERT(type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
 504                         /*
 505                          * Inline extents always have to start at file offset 0
 506                          * and can never be bigger then the sector size. We can
 507                          * never clone only parts of an inline extent, since all
 508                          * reflink operations must start at a sector size aligned
 509                          * offset, and the length must be aligned too or end at
 510                          * the i_size (which implies the whole inlined data).
 511                          */
 512                         ASSERT(key.offset == 0);
 513                         ASSERT(datal <= fs_info->sectorsize);
 514                         if (WARN_ON(type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) ||
 515                             WARN_ON(key.offset != 0) ||
 516                             WARN_ON(datal > fs_info->sectorsize)) {
 517                                 ret = -EUCLEAN;
 518                                 goto out;
 519                         }
 520
 521                         ret = clone_copy_inline_extent(inode, path, &new_key,
 522                                                        drop_start, datal, size,
 523                                                        comp, buf, &trans);
 524                         if (ret)
 525                                 goto out;
 526                 }
 527
 528                 btrfs_release_path(path);
 529
 530                 /*
 531                  * Whenever we share an extent we update the last_reflink_trans
 532                  * of each inode to the current transaction. This is needed to
 533                  * make sure fsync does not log multiple checksum items with
 534                  * overlapping ranges (because some extent items might refer
 535                  * only to sections of the original extent). For the destination
 536                  * inode we do this regardless of the generation of the extents
 537                  * or even if they are inline extents or explicit holes, to make
 538                  * sure a full fsync does not skip them. For the source inode,
 539                  * we only need to update last_reflink_trans in case it's a new
 540                  * extent that is not a hole or an inline extent, to deal with
 541                  * the checksums problem on fsync.
 542                  */
 543                 if (extent_gen == trans->transid && disko > 0)
 544                         BTRFS_I(src)->last_reflink_trans = trans->transid;
 545
 546                 BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = trans->transid;
 547
 548                 last_dest_end = ALIGN(new_key.offset + datal,
 549                                       fs_info->sectorsize);
 550                 ret = clone_finish_inode_update(trans, inode, last_dest_end,
 551                                                 destoff, olen, no_time_update);
 552                 if (ret)
 553                         goto out;
 554                 if (new_key.offset + datal >= destoff + len)
 555                         break;
 556
 557                 btrfs_release_path(path);
 558                 key.offset = prev_extent_end;
 559
 560                 if (fatal_signal_pending(current)) {
 561                         ret = -EINTR;
 562                         goto out;
 563                 }
 564
 565                 cond_resched();
 566         }
 567         ret = 0;
 568
 569         if (last_dest_end < destoff + len) {
 570                 /*
 571                  * We have an implicit hole that fully or partially overlaps our
 572                  * cloning range at its end. This means that we either have the
 573                  * NO_HOLES feature enabled or the implicit hole happened due to
 574                  * mixing buffered and direct IO writes against this file.
 575                  */
 576                 btrfs_release_path(path);
 577
 578                 /*
 579                  * When using NO_HOLES and we are cloning a range that covers
 580                  * only a hole (no extents) into a range beyond the current
 581                  * i_size, punching a hole in the target range will not create
 582                  * an extent map defining a hole, because the range starts at or
 583                  * beyond current i_size. If the file previously had an i_size
 584                  * greater than the new i_size set by this clone operation, we
 585                  * need to make sure the next fsync is a full fsync, so that it
 586                  * detects and logs a hole covering a range from the current
 587                  * i_size to the new i_size. If the clone range covers extents,
 588                  * besides a hole, then we know the full sync flag was already
 589                  * set by previous calls to btrfs_replace_file_extents() that
 590                  * replaced file extent items.
 591                  */
 592                 if (last_dest_end >= i_size_read(inode))
 593                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
 594
 595                 ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path,
 596                                 last_dest_end, destoff + len - 1, NULL, &trans);
 597                 if (ret)
 598                         goto out;
 599
 600                 ret = clone_finish_inode_update(trans, inode, destoff + len,
 601                                                 destoff, olen, no_time_update);
 602         }
 603
 604 out:
 605         btrfs_free_path(path);
 606         kvfree(buf);
 607         clear_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
 608
 609         return ret;
 610 }
 611
 612 static void btrfs_double_extent_unlock(struct inode *inode1, u64 loff1,
 613                                        struct inode *inode2, u64 loff2, u64 len)
 614 {
 615         unlock_extent(&BTRFS_I(inode1)->io_tree, loff1, loff1 + len - 1);
 616         unlock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, loff2 + len - 1);
 617 }
 618
 619 static void btrfs_double_extent_lock(struct inode *inode1, u64 loff1,
 620                                      struct inode *inode2, u64 loff2, u64 len)
 621 {
 622         u64 range1_end = loff1 + len - 1;
 623         u64 range2_end = loff2 + len - 1;
 624
 625         if (inode1 < inode2) {
 626                 swap(inode1, inode2);
 627                 swap(loff1, loff2);
 628                 swap(range1_end, range2_end);
 629         } else if (inode1 == inode2 && loff2 < loff1) {
 630                 swap(loff1, loff2);
 631                 swap(range1_end, range2_end);
 632         }
 633
 634         lock_extent(&BTRFS_I(inode1)->io_tree, loff1, range1_end);
 635         lock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, range2_end);
 636
 637         btrfs_assert_inode_range_clean(BTRFS_I(inode1), loff1, range1_end);
 638         btrfs_assert_inode_range_clean(BTRFS_I(inode2), loff2, range2_end);
 639 }
 640
 641 static void btrfs_double_mmap_lock(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
 642 {
 643         if (inode1 < inode2)
 644                 swap(inode1, inode2);
 645         down_write(&BTRFS_I(inode1)->i_mmap_lock);
 646         down_write_nested(&BTRFS_I(inode2)->i_mmap_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
 647 }
 648
 649 static void btrfs_double_mmap_unlock(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
 650 {
 651         up_write(&BTRFS_I(inode1)->i_mmap_lock);
 652         up_write(&BTRFS_I(inode2)->i_mmap_lock);
 653 }
 654
 655 static int btrfs_extent_same_range(struct inode *src, u64 loff, u64 len,
 656                                    struct inode *dst, u64 dst_loff)
 657 {
 658         const u64 bs = BTRFS_I(src)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
 659         int ret;
 660
 661         /*
 662          * Lock destination range to serialize with concurrent readahead() and
 663          * source range to serialize with relocation.
 664          */
 665         btrfs_double_extent_lock(src, loff, dst, dst_loff, len);
 666         ret = btrfs_clone(src, dst, loff, len, ALIGN(len, bs), dst_loff, 1);
 667         btrfs_double_extent_unlock(src, loff, dst, dst_loff, len);
 668
 669         return ret;
 670 }
 671
 672 static int btrfs_extent_same(struct inode *src, u64 loff, u64 olen,
 673                              struct inode *dst, u64 dst_loff)
 674 {
 675         int ret = 0;
 676         u64 i, tail_len, chunk_count;
 677         struct btrfs_root *root_dst = BTRFS_I(dst)->root;
 678
 679         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
 680         if (root_dst->send_in_progress) {
 681                 btrfs_warn_rl(root_dst->fs_info,
 682 "cannot deduplicate to root %llu while send operations are using it (%d in progress)",
 683                               root_dst->root_key.objectid,
 684                               root_dst->send_in_progress);
 685                 spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 686                 return -EAGAIN;
 687         }
 688         root_dst->dedupe_in_progress++;
 689         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 690
 691         tail_len = olen % BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 692         chunk_count = div_u64(olen, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN);
 693
 694         for (i = 0; i < chunk_count; i++) {
 695                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN,
 696                                               dst, dst_loff);
 697                 if (ret)
 698                         goto out;
 699
 700                 loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 701                 dst_loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 702         }
 703
 704         if (tail_len > 0)
 705                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, tail_len, dst, dst_loff);
 706 out:
 707         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
 708         root_dst->dedupe_in_progress--;
 709         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 710
 711         return ret;
 712 }
 713
 714 static noinline int btrfs_clone_files(struct file *file, struct file *file_src,
 715                                         u64 off, u64 olen, u64 destoff)
 716 {
 717         struct inode *inode = file_inode(file);
 718         struct inode *src = file_inode(file_src);
 719         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 720         int ret;
 721         int wb_ret;
 722         u64 len = olen;
 723         u64 bs = fs_info->sb->s_blocksize;
 724
 725         /*
 726          * VFS's generic_remap_file_range_prep() protects us from cloning the
 727          * eof block into the middle of a file, which would result in corruption
 728          * if the file size is not blocksize aligned. So we don't need to check
 729          * for that case here.
 730          */
 731         if (off + len == src->i_size)
 732                 len = ALIGN(src->i_size, bs) - off;
 733
 734         if (destoff > inode->i_size) {
 735                 const u64 wb_start = ALIGN_DOWN(inode->i_size, bs);
 736
 737                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), inode->i_size, destoff);
 738                 if (ret)
 739                         return ret;
 740                 /*
 741                  * We may have truncated the last block if the inode's size is
 742                  * not sector size aligned, so we need to wait for writeback to
 743                  * complete before proceeding further, otherwise we can race
 744                  * with cloning and attempt to increment a reference to an
 745                  * extent that no longer exists (writeback completed right after
 746                  * we found the previous extent covering eof and before we
 747                  * attempted to increment its reference count).
 748                  */
 749                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, wb_start,
 750                                                destoff - wb_start);
 751                 if (ret)
 752                         return ret;
 753         }
 754
 755         /*
 756          * Lock destination range to serialize with concurrent readahead() and
 757          * source range to serialize with relocation.
 758          */
 759         btrfs_double_extent_lock(src, off, inode, destoff, len);
 760         ret = btrfs_clone(src, inode, off, olen, len, destoff, 0);
 761         btrfs_double_extent_unlock(src, off, inode, destoff, len);
 762
 763         /*
 764          * We may have copied an inline extent into a page of the destination
 765          * range, so wait for writeback to complete before truncating pages
 766          * from the page cache. This is a rare case.
 767          */
 768         wb_ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, destoff, len);
 769         ret = ret ? ret : wb_ret;
 770         /*
 771          * Truncate page cache pages so that future reads will see the cloned
 772          * data immediately and not the previous data.
 773          */
 774         truncate_inode_pages_range(&inode->i_data,
 775                                 round_down(destoff, PAGE_SIZE),
 776                                 round_up(destoff + len, PAGE_SIZE) - 1);
 777
 778         return ret;
 779 }
 780
 781 static int btrfs_remap_file_range_prep(struct file *file_in, loff_t pos_in,
 782                                        struct file *file_out, loff_t pos_out,
 783                                        loff_t *len, unsigned int remap_flags)
 784 {
 785         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
 786         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
 787         u64 bs = BTRFS_I(inode_out)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
 788         u64 wb_len;
 789         int ret;
 790
 791         if (!(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)) {
 792                 struct btrfs_root *root_out = BTRFS_I(inode_out)->root;
 793
 794                 if (btrfs_root_readonly(root_out))
 795                         return -EROFS;
 796
 797                 ASSERT(inode_in->i_sb == inode_out->i_sb);
 798         }
 799
 800         /* Don't make the dst file partly checksummed */
 801         if ((BTRFS_I(inode_in)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) !=
 802             (BTRFS_I(inode_out)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
 803                 return -EINVAL;
 804         }
 805
 806         /*
 807          * Now that the inodes are locked, we need to start writeback ourselves
 808          * and can not rely on the writeback from the VFS's generic helper
 809          * generic_remap_file_range_prep() because:
 810          *
 811          * 1) For compression we must call filemap_fdatawrite_range() range
 812          *    twice (btrfs_fdatawrite_range() does it for us), and the generic
 813          *    helper only calls it once;
 814          *
 815          * 2) filemap_fdatawrite_range(), called by the generic helper only
 816          *    waits for the writeback to complete, i.e. for IO to be done, and
 817          *    not for the ordered extents to complete. We need to wait for them
 818          *    to complete so that new file extent items are in the fs tree.
 819          */
 820         if (*len == 0 && !(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP))
 821                 wb_len = ALIGN(inode_in->i_size, bs) - ALIGN_DOWN(pos_in, bs);
 822         else
 823                 wb_len = ALIGN(*len, bs);
 824
 825         /*
 826          * Workaround to make sure NOCOW buffered write reach disk as NOCOW.
 827          *
 828          * Btrfs' back references do not have a block level granularity, they
 829          * work at the whole extent level.
 830          * NOCOW buffered write without data space reserved may not be able
 831          * to fall back to CoW due to lack of data space, thus could cause
 832          * data loss.
 833          *
 834          * Here we take a shortcut by flushing the whole inode, so that all
 835          * nocow write should reach disk as nocow before we increase the
 836          * reference of the extent. We could do better by only flushing NOCOW
 837          * data, but that needs extra accounting.
 838          *
 839          * Also we don't need to check ASYNC_EXTENT, as async extent will be
 840          * CoWed anyway, not affecting nocow part.
 841          */
 842         ret = filemap_flush(inode_in->i_mapping);
 843         if (ret < 0)
 844                 return ret;
 845
 846         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_in, ALIGN_DOWN(pos_in, bs),
 847                                        wb_len);
 848         if (ret < 0)
 849                 return ret;
 850         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_out, ALIGN_DOWN(pos_out, bs),
 851                                        wb_len);
 852         if (ret < 0)
 853                 return ret;
 854
 855         return generic_remap_file_range_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 856                                             len, remap_flags);
 857 }
 858
 859 static bool file_sync_write(const struct file *file)
 860 {
 861         if (file->f_flags & (__O_SYNC | O_DSYNC))
 862                 return true;
 863         if (IS_SYNC(file_inode(file)))
 864                 return true;
 865
 866         return false;
 867 }
 868
 869 loff_t btrfs_remap_file_range(struct file *src_file, loff_t off,
 870                 struct file *dst_file, loff_t destoff, loff_t len,
 871                 unsigned int remap_flags)
 872 {
 873         struct inode *src_inode = file_inode(src_file);
 874         struct inode *dst_inode = file_inode(dst_file);
 875         bool same_inode = dst_inode == src_inode;
 876         int ret;
 877
 878         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
 879                 return -EINVAL;
 880
 881         if (same_inode) {
 882                 btrfs_inode_lock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
 883         } else {
 884                 lock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
 885                 btrfs_double_mmap_lock(src_inode, dst_inode);
 886         }
 887
 888         ret = btrfs_remap_file_range_prep(src_file, off, dst_file, destoff,
 889                                           &len, remap_flags);
 890         if (ret < 0 || len == 0)
 891                 goto out_unlock;
 892
 893         if (remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)
 894                 ret = btrfs_extent_same(src_inode, off, len, dst_inode, destoff);
 895         else
 896                 ret = btrfs_clone_files(dst_file, src_file, off, len, destoff);
 897
 898 out_unlock:
 899         if (same_inode) {
 900                 btrfs_inode_unlock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
 901         } else {
 902                 btrfs_double_mmap_unlock(src_inode, dst_inode);
 903                 unlock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
 904         }
 905
 906         /*
 907          * If either the source or the destination file was opened with O_SYNC,
 908          * O_DSYNC or has the S_SYNC attribute, fsync both the destination and
 909          * source files/ranges, so that after a successful return (0) followed
 910          * by a power failure results in the reflinked data to be readable from
 911          * both files/ranges.
 912          */
 913         if (ret == 0 && len > 0 &&
 914             (file_sync_write(src_file) || file_sync_write(dst_file))) {
 915                 ret = btrfs_sync_file(src_file, off, off + len - 1, 0);
 916                 if (ret == 0)
 917                         ret = btrfs_sync_file(dst_file, destoff,
 918                                               destoff + len - 1, 0);
 919         }
 920
 921         return ret < 0 ? ret : len;
 922 }