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