Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / xfs / xfs_reflink.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Copyright (C) 2016 Oracle.  All Rights Reserved.
4  * Author: Darrick J. Wong <darrick.wong@oracle.com>
5  */
6 #include "xfs.h"
7 #include "xfs_fs.h"
8 #include "xfs_shared.h"
9 #include "xfs_format.h"
10 #include "xfs_log_format.h"
11 #include "xfs_trans_resv.h"
12 #include "xfs_mount.h"
13 #include "xfs_defer.h"
14 #include "xfs_inode.h"
15 #include "xfs_trans.h"
16 #include "xfs_bmap.h"
17 #include "xfs_bmap_util.h"
18 #include "xfs_trace.h"
19 #include "xfs_icache.h"
20 #include "xfs_btree.h"
21 #include "xfs_refcount_btree.h"
22 #include "xfs_refcount.h"
23 #include "xfs_bmap_btree.h"
24 #include "xfs_trans_space.h"
25 #include "xfs_bit.h"
26 #include "xfs_alloc.h"
27 #include "xfs_quota.h"
28 #include "xfs_reflink.h"
29 #include "xfs_iomap.h"
30 #include "xfs_ag.h"
31 #include "xfs_ag_resv.h"
32 #include "xfs_health.h"
33
34 /*
35  * Copy on Write of Shared Blocks
36  *
37  * XFS must preserve "the usual" file semantics even when two files share
38  * the same physical blocks.  This means that a write to one file must not
39  * alter the blocks in a different file; the way that we'll do that is
40  * through the use of a copy-on-write mechanism.  At a high level, that
41  * means that when we want to write to a shared block, we allocate a new
42  * block, write the data to the new block, and if that succeeds we map the
43  * new block into the file.
44  *
45  * XFS provides a "delayed allocation" mechanism that defers the allocation
46  * of disk blocks to dirty-but-not-yet-mapped file blocks as long as
47  * possible.  This reduces fragmentation by enabling the filesystem to ask
48  * for bigger chunks less often, which is exactly what we want for CoW.
49  *
50  * The delalloc mechanism begins when the kernel wants to make a block
51  * writable (write_begin or page_mkwrite).  If the offset is not mapped, we
52  * create a delalloc mapping, which is a regular in-core extent, but without
53  * a real startblock.  (For delalloc mappings, the startblock encodes both
54  * a flag that this is a delalloc mapping, and a worst-case estimate of how
55  * many blocks might be required to put the mapping into the BMBT.)  delalloc
56  * mappings are a reservation against the free space in the filesystem;
57  * adjacent mappings can also be combined into fewer larger mappings.
58  *
59  * As an optimization, the CoW extent size hint (cowextsz) creates
60  * outsized aligned delalloc reservations in the hope of landing out of
61  * order nearby CoW writes in a single extent on disk, thereby reducing
62  * fragmentation and improving future performance.
63  *
64  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR--- (data fork)
65  * C: ------DDDDDDD--------- (CoW fork)
66  *
67  * When dirty pages are being written out (typically in writepage), the
68  * delalloc reservations are converted into unwritten mappings by
69  * allocating blocks and replacing the delalloc mapping with real ones.
70  * A delalloc mapping can be replaced by several unwritten ones if the
71  * free space is fragmented.
72  *
73  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR---
74  * C: ------UUUUUUU---------
75  *
76  * We want to adapt the delalloc mechanism for copy-on-write, since the
77  * write paths are similar.  The first two steps (creating the reservation
78  * and allocating the blocks) are exactly the same as delalloc except that
79  * the mappings must be stored in a separate CoW fork because we do not want
80  * to disturb the mapping in the data fork until we're sure that the write
81  * succeeded.  IO completion in this case is the process of removing the old
82  * mapping from the data fork and moving the new mapping from the CoW fork to
83  * the data fork.  This will be discussed shortly.
84  *
85  * For now, unaligned directio writes will be bounced back to the page cache.
86  * Block-aligned directio writes will use the same mechanism as buffered
87  * writes.
88  *
89  * Just prior to submitting the actual disk write requests, we convert
90  * the extents representing the range of the file actually being written
91  * (as opposed to extra pieces created for the cowextsize hint) to real
92  * extents.  This will become important in the next step:
93  *
94  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR---
95  * C: ------UUrrUUU---------
96  *
97  * CoW remapping must be done after the data block write completes,
98  * because we don't want to destroy the old data fork map until we're sure
99  * the new block has been written.  Since the new mappings are kept in a
100  * separate fork, we can simply iterate these mappings to find the ones
101  * that cover the file blocks that we just CoW'd.  For each extent, simply
102  * unmap the corresponding range in the data fork, map the new range into
103  * the data fork, and remove the extent from the CoW fork.  Because of
104  * the presence of the cowextsize hint, however, we must be careful
105  * only to remap the blocks that we've actually written out --  we must
106  * never remap delalloc reservations nor CoW staging blocks that have
107  * yet to be written.  This corresponds exactly to the real extents in
108  * the CoW fork:
109  *
110  * D: --RRRRRRrrSRRRRRRRR---
111  * C: ------UU--UUU---------
112  *
113  * Since the remapping operation can be applied to an arbitrary file
114  * range, we record the need for the remap step as a flag in the ioend
115  * instead of declaring a new IO type.  This is required for direct io
116  * because we only have ioend for the whole dio, and we have to be able to
117  * remember the presence of unwritten blocks and CoW blocks with a single
118  * ioend structure.  Better yet, the more ground we can cover with one
119  * ioend, the better.
120  */
121
122 /*
123  * Given an AG extent, find the lowest-numbered run of shared blocks
124  * within that range and return the range in fbno/flen.  If
125  * find_end_of_shared is true, return the longest contiguous extent of
126  * shared blocks.  If there are no shared extents, fbno and flen will
127  * be set to NULLAGBLOCK and 0, respectively.
128  */
129 static int
130 xfs_reflink_find_shared(
131         struct xfs_perag        *pag,
132         struct xfs_trans        *tp,
133         xfs_agblock_t           agbno,
134         xfs_extlen_t            aglen,
135         xfs_agblock_t           *fbno,
136         xfs_extlen_t            *flen,
137         bool                    find_end_of_shared)
138 {
139         struct xfs_buf          *agbp;
140         struct xfs_btree_cur    *cur;
141         int                     error;
142
143         error = xfs_alloc_read_agf(pag, tp, 0, &agbp);
144         if (error)
145                 return error;
146
147         cur = xfs_refcountbt_init_cursor(pag->pag_mount, tp, agbp, pag);
148
149         error = xfs_refcount_find_shared(cur, agbno, aglen, fbno, flen,
150                         find_end_of_shared);
151
152         xfs_btree_del_cursor(cur, error);
153
154         xfs_trans_brelse(tp, agbp);
155         return error;
156 }
157
158 /*
159  * Trim the mapping to the next block where there's a change in the
160  * shared/unshared status.  More specifically, this means that we
161  * find the lowest-numbered extent of shared blocks that coincides with
162  * the given block mapping.  If the shared extent overlaps the start of
163  * the mapping, trim the mapping to the end of the shared extent.  If
164  * the shared region intersects the mapping, trim the mapping to the
165  * start of the shared extent.  If there are no shared regions that
166  * overlap, just return the original extent.
167  */
168 int
169 xfs_reflink_trim_around_shared(
170         struct xfs_inode        *ip,
171         struct xfs_bmbt_irec    *irec,
172         bool                    *shared)
173 {
174         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
175         struct xfs_perag        *pag;
176         xfs_agblock_t           agbno;
177         xfs_extlen_t            aglen;
178         xfs_agblock_t           fbno;
179         xfs_extlen_t            flen;
180         int                     error = 0;
181
182         /* Holes, unwritten, and delalloc extents cannot be shared */
183         if (!xfs_is_cow_inode(ip) || !xfs_bmap_is_written_extent(irec)) {
184                 *shared = false;
185                 return 0;
186         }
187
188         trace_xfs_reflink_trim_around_shared(ip, irec);
189
190         pag = xfs_perag_get(mp, XFS_FSB_TO_AGNO(mp, irec->br_startblock));
191         agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(mp, irec->br_startblock);
192         aglen = irec->br_blockcount;
193
194         error = xfs_reflink_find_shared(pag, NULL, agbno, aglen, &fbno, &flen,
195                         true);
196         xfs_perag_put(pag);
197         if (error)
198                 return error;
199
200         *shared = false;
201         if (fbno == NULLAGBLOCK) {
202                 /* No shared blocks at all. */
203                 return 0;
204         }
205
206         if (fbno == agbno) {
207                 /*
208                  * The start of this extent is shared.  Truncate the
209                  * mapping at the end of the shared region so that a
210                  * subsequent iteration starts at the start of the
211                  * unshared region.
212                  */
213                 irec->br_blockcount = flen;
214                 *shared = true;
215                 return 0;
216         }
217
218         /*
219          * There's a shared extent midway through this extent.
220          * Truncate the mapping at the start of the shared
221          * extent so that a subsequent iteration starts at the
222          * start of the shared region.
223          */
224         irec->br_blockcount = fbno - agbno;
225         return 0;
226 }
227
228 int
229 xfs_bmap_trim_cow(
230         struct xfs_inode        *ip,
231         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
232         bool                    *shared)
233 {
234         /* We can't update any real extents in always COW mode. */
235         if (xfs_is_always_cow_inode(ip) &&
236             !isnullstartblock(imap->br_startblock)) {
237                 *shared = true;
238                 return 0;
239         }
240
241         /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
242         return xfs_reflink_trim_around_shared(ip, imap, shared);
243 }
244
245 static int
246 xfs_reflink_convert_cow_locked(
247         struct xfs_inode        *ip,
248         xfs_fileoff_t           offset_fsb,
249         xfs_filblks_t           count_fsb)
250 {
251         struct xfs_iext_cursor  icur;
252         struct xfs_bmbt_irec    got;
253         struct xfs_btree_cur    *dummy_cur = NULL;
254         int                     dummy_logflags;
255         int                     error = 0;
256
257         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, ip->i_cowfp, offset_fsb, &icur, &got))
258                 return 0;
259
260         do {
261                 if (got.br_startoff >= offset_fsb + count_fsb)
262                         break;
263                 if (got.br_state == XFS_EXT_NORM)
264                         continue;
265                 if (WARN_ON_ONCE(isnullstartblock(got.br_startblock)))
266                         return -EIO;
267
268                 xfs_trim_extent(&got, offset_fsb, count_fsb);
269                 if (!got.br_blockcount)
270                         continue;
271
272                 got.br_state = XFS_EXT_NORM;
273                 error = xfs_bmap_add_extent_unwritten_real(NULL, ip,
274                                 XFS_COW_FORK, &icur, &dummy_cur, &got,
275                                 &dummy_logflags);
276                 if (error)
277                         return error;
278         } while (xfs_iext_next_extent(ip->i_cowfp, &icur, &got));
279
280         return error;
281 }
282
283 /* Convert all of the unwritten CoW extents in a file's range to real ones. */
284 int
285 xfs_reflink_convert_cow(
286         struct xfs_inode        *ip,
287         xfs_off_t               offset,
288         xfs_off_t               count)
289 {
290         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
291         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
292         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count);
293         xfs_filblks_t           count_fsb = end_fsb - offset_fsb;
294         int                     error;
295
296         ASSERT(count != 0);
297
298         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
299         error = xfs_reflink_convert_cow_locked(ip, offset_fsb, count_fsb);
300         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
301         return error;
302 }
303
304 /*
305  * Find the extent that maps the given range in the COW fork. Even if the extent
306  * is not shared we might have a preallocation for it in the COW fork. If so we
307  * use it that rather than trigger a new allocation.
308  */
309 static int
310 xfs_find_trim_cow_extent(
311         struct xfs_inode        *ip,
312         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
313         struct xfs_bmbt_irec    *cmap,
314         bool                    *shared,
315         bool                    *found)
316 {
317         xfs_fileoff_t           offset_fsb = imap->br_startoff;
318         xfs_filblks_t           count_fsb = imap->br_blockcount;
319         struct xfs_iext_cursor  icur;
320
321         *found = false;
322
323         /*
324          * If we don't find an overlapping extent, trim the range we need to
325          * allocate to fit the hole we found.
326          */
327         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, ip->i_cowfp, offset_fsb, &icur, cmap))
328                 cmap->br_startoff = offset_fsb + count_fsb;
329         if (cmap->br_startoff > offset_fsb) {
330                 xfs_trim_extent(imap, imap->br_startoff,
331                                 cmap->br_startoff - imap->br_startoff);
332                 return xfs_bmap_trim_cow(ip, imap, shared);
333         }
334
335         *shared = true;
336         if (isnullstartblock(cmap->br_startblock)) {
337                 xfs_trim_extent(imap, cmap->br_startoff, cmap->br_blockcount);
338                 return 0;
339         }
340
341         /* real extent found - no need to allocate */
342         xfs_trim_extent(cmap, offset_fsb, count_fsb);
343         *found = true;
344         return 0;
345 }
346
347 static int
348 xfs_reflink_convert_unwritten(
349         struct xfs_inode        *ip,
350         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
351         struct xfs_bmbt_irec    *cmap,
352         bool                    convert_now)
353 {
354         xfs_fileoff_t           offset_fsb = imap->br_startoff;
355         xfs_filblks_t           count_fsb = imap->br_blockcount;
356         int                     error;
357
358         /*
359          * cmap might larger than imap due to cowextsize hint.
360          */
361         xfs_trim_extent(cmap, offset_fsb, count_fsb);
362
363         /*
364          * COW fork extents are supposed to remain unwritten until we're ready
365          * to initiate a disk write.  For direct I/O we are going to write the
366          * data and need the conversion, but for buffered writes we're done.
367          */
368         if (!convert_now || cmap->br_state == XFS_EXT_NORM)
369                 return 0;
370
371         trace_xfs_reflink_convert_cow(ip, cmap);
372
373         error = xfs_reflink_convert_cow_locked(ip, offset_fsb, count_fsb);
374         if (!error)
375                 cmap->br_state = XFS_EXT_NORM;
376
377         return error;
378 }
379
380 static int
381 xfs_reflink_fill_cow_hole(
382         struct xfs_inode        *ip,
383         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
384         struct xfs_bmbt_irec    *cmap,
385         bool                    *shared,
386         uint                    *lockmode,
387         bool                    convert_now)
388 {
389         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
390         struct xfs_trans        *tp;
391         xfs_filblks_t           resaligned;
392         xfs_extlen_t            resblks;
393         int                     nimaps;
394         int                     error;
395         bool                    found;
396
397         resaligned = xfs_aligned_fsb_count(imap->br_startoff,
398                 imap->br_blockcount, xfs_get_cowextsz_hint(ip));
399         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
400
401         xfs_iunlock(ip, *lockmode);
402         *lockmode = 0;
403
404         error = xfs_trans_alloc_inode(ip, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
405                         false, &tp);
406         if (error)
407                 return error;
408
409         *lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
410
411         error = xfs_find_trim_cow_extent(ip, imap, cmap, shared, &found);
412         if (error || !*shared)
413                 goto out_trans_cancel;
414
415         if (found) {
416                 xfs_trans_cancel(tp);
417                 goto convert;
418         }
419
420         /* Allocate the entire reservation as unwritten blocks. */
421         nimaps = 1;
422         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, imap->br_startoff, imap->br_blockcount,
423                         XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_PREALLOC, 0, cmap,
424                         &nimaps);
425         if (error)
426                 goto out_trans_cancel;
427
428         xfs_inode_set_cowblocks_tag(ip);
429         error = xfs_trans_commit(tp);
430         if (error)
431                 return error;
432
433         /*
434          * Allocation succeeded but the requested range was not even partially
435          * satisfied?  Bail out!
436          */
437         if (nimaps == 0)
438                 return -ENOSPC;
439
440 convert:
441         return xfs_reflink_convert_unwritten(ip, imap, cmap, convert_now);
442
443 out_trans_cancel:
444         xfs_trans_cancel(tp);
445         return error;
446 }
447
448 static int
449 xfs_reflink_fill_delalloc(
450         struct xfs_inode        *ip,
451         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
452         struct xfs_bmbt_irec    *cmap,
453         bool                    *shared,
454         uint                    *lockmode,
455         bool                    convert_now)
456 {
457         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
458         struct xfs_trans        *tp;
459         int                     nimaps;
460         int                     error;
461         bool                    found;
462
463         do {
464                 xfs_iunlock(ip, *lockmode);
465                 *lockmode = 0;
466
467                 error = xfs_trans_alloc_inode(ip, &M_RES(mp)->tr_write, 0, 0,
468                                 false, &tp);
469                 if (error)
470                         return error;
471
472                 *lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
473
474                 error = xfs_find_trim_cow_extent(ip, imap, cmap, shared,
475                                 &found);
476                 if (error || !*shared)
477                         goto out_trans_cancel;
478
479                 if (found) {
480                         xfs_trans_cancel(tp);
481                         break;
482                 }
483
484                 ASSERT(isnullstartblock(cmap->br_startblock) ||
485                        cmap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK);
486
487                 /*
488                  * Replace delalloc reservation with an unwritten extent.
489                  */
490                 nimaps = 1;
491                 error = xfs_bmapi_write(tp, ip, cmap->br_startoff,
492                                 cmap->br_blockcount,
493                                 XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_PREALLOC, 0,
494                                 cmap, &nimaps);
495                 if (error)
496                         goto out_trans_cancel;
497
498                 xfs_inode_set_cowblocks_tag(ip);
499                 error = xfs_trans_commit(tp);
500                 if (error)
501                         return error;
502
503                 /*
504                  * Allocation succeeded but the requested range was not even
505                  * partially satisfied?  Bail out!
506                  */
507                 if (nimaps == 0)
508                         return -ENOSPC;
509         } while (cmap->br_startoff + cmap->br_blockcount <= imap->br_startoff);
510
511         return xfs_reflink_convert_unwritten(ip, imap, cmap, convert_now);
512
513 out_trans_cancel:
514         xfs_trans_cancel(tp);
515         return error;
516 }
517
518 /* Allocate all CoW reservations covering a range of blocks in a file. */
519 int
520 xfs_reflink_allocate_cow(
521         struct xfs_inode        *ip,
522         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
523         struct xfs_bmbt_irec    *cmap,
524         bool                    *shared,
525         uint                    *lockmode,
526         bool                    convert_now)
527 {
528         int                     error;
529         bool                    found;
530
531         xfs_assert_ilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
532         if (!ip->i_cowfp) {
533                 ASSERT(!xfs_is_reflink_inode(ip));
534                 xfs_ifork_init_cow(ip);
535         }
536
537         error = xfs_find_trim_cow_extent(ip, imap, cmap, shared, &found);
538         if (error || !*shared)
539                 return error;
540
541         /* CoW fork has a real extent */
542         if (found)
543                 return xfs_reflink_convert_unwritten(ip, imap, cmap,
544                                 convert_now);
545
546         /*
547          * CoW fork does not have an extent and data extent is shared.
548          * Allocate a real extent in the CoW fork.
549          */
550         if (cmap->br_startoff > imap->br_startoff)
551                 return xfs_reflink_fill_cow_hole(ip, imap, cmap, shared,
552                                 lockmode, convert_now);
553
554         /*
555          * CoW fork has a delalloc reservation. Replace it with a real extent.
556          * There may or may not be a data fork mapping.
557          */
558         if (isnullstartblock(cmap->br_startblock) ||
559             cmap->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK)
560                 return xfs_reflink_fill_delalloc(ip, imap, cmap, shared,
561                                 lockmode, convert_now);
562
563         /* Shouldn't get here. */
564         ASSERT(0);
565         return -EFSCORRUPTED;
566 }
567
568 /*
569  * Cancel CoW reservations for some block range of an inode.
570  *
571  * If cancel_real is true this function cancels all COW fork extents for the
572  * inode; if cancel_real is false, real extents are not cleared.
573  *
574  * Caller must have already joined the inode to the current transaction. The
575  * inode will be joined to the transaction returned to the caller.
576  */
577 int
578 xfs_reflink_cancel_cow_blocks(
579         struct xfs_inode                *ip,
580         struct xfs_trans                **tpp,
581         xfs_fileoff_t                   offset_fsb,
582         xfs_fileoff_t                   end_fsb,
583         bool                            cancel_real)
584 {
585         struct xfs_ifork                *ifp = xfs_ifork_ptr(ip, XFS_COW_FORK);
586         struct xfs_bmbt_irec            got, del;
587         struct xfs_iext_cursor          icur;
588         int                             error = 0;
589
590         if (!xfs_inode_has_cow_data(ip))
591                 return 0;
592         if (!xfs_iext_lookup_extent_before(ip, ifp, &end_fsb, &icur, &got))
593                 return 0;
594
595         /* Walk backwards until we're out of the I/O range... */
596         while (got.br_startoff + got.br_blockcount > offset_fsb) {
597                 del = got;
598                 xfs_trim_extent(&del, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
599
600                 /* Extent delete may have bumped ext forward */
601                 if (!del.br_blockcount) {
602                         xfs_iext_prev(ifp, &icur);
603                         goto next_extent;
604                 }
605
606                 trace_xfs_reflink_cancel_cow(ip, &del);
607
608                 if (isnullstartblock(del.br_startblock)) {
609                         error = xfs_bmap_del_extent_delay(ip, XFS_COW_FORK,
610                                         &icur, &got, &del);
611                         if (error)
612                                 break;
613                 } else if (del.br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN || cancel_real) {
614                         ASSERT((*tpp)->t_highest_agno == NULLAGNUMBER);
615
616                         /* Free the CoW orphan record. */
617                         xfs_refcount_free_cow_extent(*tpp, del.br_startblock,
618                                         del.br_blockcount);
619
620                         error = xfs_free_extent_later(*tpp, del.br_startblock,
621                                         del.br_blockcount, NULL,
622                                         XFS_AG_RESV_NONE, false);
623                         if (error)
624                                 break;
625
626                         /* Roll the transaction */
627                         error = xfs_defer_finish(tpp);
628                         if (error)
629                                 break;
630
631                         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
632                         xfs_bmap_del_extent_cow(ip, &icur, &got, &del);
633
634                         /* Remove the quota reservation */
635                         error = xfs_quota_unreserve_blkres(ip,
636                                         del.br_blockcount);
637                         if (error)
638                                 break;
639                 } else {
640                         /* Didn't do anything, push cursor back. */
641                         xfs_iext_prev(ifp, &icur);
642                 }
643 next_extent:
644                 if (!xfs_iext_get_extent(ifp, &icur, &got))
645                         break;
646         }
647
648         /* clear tag if cow fork is emptied */
649         if (!ifp->if_bytes)
650                 xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
651         return error;
652 }
653
654 /*
655  * Cancel CoW reservations for some byte range of an inode.
656  *
657  * If cancel_real is true this function cancels all COW fork extents for the
658  * inode; if cancel_real is false, real extents are not cleared.
659  */
660 int
661 xfs_reflink_cancel_cow_range(
662         struct xfs_inode        *ip,
663         xfs_off_t               offset,
664         xfs_off_t               count,
665         bool                    cancel_real)
666 {
667         struct xfs_trans        *tp;
668         xfs_fileoff_t           offset_fsb;
669         xfs_fileoff_t           end_fsb;
670         int                     error;
671
672         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range(ip, offset, count);
673         ASSERT(ip->i_cowfp);
674
675         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
676         if (count == NULLFILEOFF)
677                 end_fsb = NULLFILEOFF;
678         else
679                 end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
680
681         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
682         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_write,
683                         0, 0, 0, &tp);
684         if (error)
685                 goto out;
686
687         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
688         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
689
690         /* Scrape out the old CoW reservations */
691         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, &tp, offset_fsb, end_fsb,
692                         cancel_real);
693         if (error)
694                 goto out_cancel;
695
696         error = xfs_trans_commit(tp);
697
698         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
699         return error;
700
701 out_cancel:
702         xfs_trans_cancel(tp);
703         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
704 out:
705         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range_error(ip, error, _RET_IP_);
706         return error;
707 }
708
709 /*
710  * Remap part of the CoW fork into the data fork.
711  *
712  * We aim to remap the range starting at @offset_fsb and ending at @end_fsb
713  * into the data fork; this function will remap what it can (at the end of the
714  * range) and update @end_fsb appropriately.  Each remap gets its own
715  * transaction because we can end up merging and splitting bmbt blocks for
716  * every remap operation and we'd like to keep the block reservation
717  * requirements as low as possible.
718  */
719 STATIC int
720 xfs_reflink_end_cow_extent(
721         struct xfs_inode        *ip,
722         xfs_fileoff_t           *offset_fsb,
723         xfs_fileoff_t           end_fsb)
724 {
725         struct xfs_iext_cursor  icur;
726         struct xfs_bmbt_irec    got, del, data;
727         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
728         struct xfs_trans        *tp;
729         struct xfs_ifork        *ifp = xfs_ifork_ptr(ip, XFS_COW_FORK);
730         unsigned int            resblks;
731         int                     nmaps;
732         int                     error;
733
734         /* No COW extents?  That's easy! */
735         if (ifp->if_bytes == 0) {
736                 *offset_fsb = end_fsb;
737                 return 0;
738         }
739
740         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
741         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
742                         XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
743         if (error)
744                 return error;
745
746         /*
747          * Lock the inode.  We have to ijoin without automatic unlock because
748          * the lead transaction is the refcountbt record deletion; the data
749          * fork update follows as a deferred log item.
750          */
751         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
752         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
753
754         error = xfs_iext_count_may_overflow(ip, XFS_DATA_FORK,
755                         XFS_IEXT_REFLINK_END_COW_CNT);
756         if (error == -EFBIG)
757                 error = xfs_iext_count_upgrade(tp, ip,
758                                 XFS_IEXT_REFLINK_END_COW_CNT);
759         if (error)
760                 goto out_cancel;
761
762         /*
763          * In case of racing, overlapping AIO writes no COW extents might be
764          * left by the time I/O completes for the loser of the race.  In that
765          * case we are done.
766          */
767         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, *offset_fsb, &icur, &got) ||
768             got.br_startoff >= end_fsb) {
769                 *offset_fsb = end_fsb;
770                 goto out_cancel;
771         }
772
773         /*
774          * Only remap real extents that contain data.  With AIO, speculative
775          * preallocations can leak into the range we are called upon, and we
776          * need to skip them.  Preserve @got for the eventual CoW fork
777          * deletion; from now on @del represents the mapping that we're
778          * actually remapping.
779          */
780         while (!xfs_bmap_is_written_extent(&got)) {
781                 if (!xfs_iext_next_extent(ifp, &icur, &got) ||
782                     got.br_startoff >= end_fsb) {
783                         *offset_fsb = end_fsb;
784                         goto out_cancel;
785                 }
786         }
787         del = got;
788         xfs_trim_extent(&del, *offset_fsb, end_fsb - *offset_fsb);
789
790         /* Grab the corresponding mapping in the data fork. */
791         nmaps = 1;
792         error = xfs_bmapi_read(ip, del.br_startoff, del.br_blockcount, &data,
793                         &nmaps, 0);
794         if (error)
795                 goto out_cancel;
796
797         /* We can only remap the smaller of the two extent sizes. */
798         data.br_blockcount = min(data.br_blockcount, del.br_blockcount);
799         del.br_blockcount = data.br_blockcount;
800
801         trace_xfs_reflink_cow_remap_from(ip, &del);
802         trace_xfs_reflink_cow_remap_to(ip, &data);
803
804         if (xfs_bmap_is_real_extent(&data)) {
805                 /*
806                  * If the extent we're remapping is backed by storage (written
807                  * or not), unmap the extent and drop its refcount.
808                  */
809                 xfs_bmap_unmap_extent(tp, ip, XFS_DATA_FORK, &data);
810                 xfs_refcount_decrease_extent(tp, &data);
811                 xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_BCOUNT,
812                                 -data.br_blockcount);
813         } else if (data.br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
814                 int             done;
815
816                 /*
817                  * If the extent we're remapping is a delalloc reservation,
818                  * we can use the regular bunmapi function to release the
819                  * incore state.  Dropping the delalloc reservation takes care
820                  * of the quota reservation for us.
821                  */
822                 error = xfs_bunmapi(NULL, ip, data.br_startoff,
823                                 data.br_blockcount, 0, 1, &done);
824                 if (error)
825                         goto out_cancel;
826                 ASSERT(done);
827         }
828
829         /* Free the CoW orphan record. */
830         xfs_refcount_free_cow_extent(tp, del.br_startblock, del.br_blockcount);
831
832         /* Map the new blocks into the data fork. */
833         xfs_bmap_map_extent(tp, ip, XFS_DATA_FORK, &del);
834
835         /* Charge this new data fork mapping to the on-disk quota. */
836         xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_DELBCOUNT,
837                         (long)del.br_blockcount);
838
839         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
840         xfs_bmap_del_extent_cow(ip, &icur, &got, &del);
841
842         error = xfs_trans_commit(tp);
843         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
844         if (error)
845                 return error;
846
847         /* Update the caller about how much progress we made. */
848         *offset_fsb = del.br_startoff + del.br_blockcount;
849         return 0;
850
851 out_cancel:
852         xfs_trans_cancel(tp);
853         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
854         return error;
855 }
856
857 /*
858  * Remap parts of a file's data fork after a successful CoW.
859  */
860 int
861 xfs_reflink_end_cow(
862         struct xfs_inode                *ip,
863         xfs_off_t                       offset,
864         xfs_off_t                       count)
865 {
866         xfs_fileoff_t                   offset_fsb;
867         xfs_fileoff_t                   end_fsb;
868         int                             error = 0;
869
870         trace_xfs_reflink_end_cow(ip, offset, count);
871
872         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
873         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
874
875         /*
876          * Walk forwards until we've remapped the I/O range.  The loop function
877          * repeatedly cycles the ILOCK to allocate one transaction per remapped
878          * extent.
879          *
880          * If we're being called by writeback then the pages will still
881          * have PageWriteback set, which prevents races with reflink remapping
882          * and truncate.  Reflink remapping prevents races with writeback by
883          * taking the iolock and mmaplock before flushing the pages and
884          * remapping, which means there won't be any further writeback or page
885          * cache dirtying until the reflink completes.
886          *
887          * We should never have two threads issuing writeback for the same file
888          * region.  There are also have post-eof checks in the writeback
889          * preparation code so that we don't bother writing out pages that are
890          * about to be truncated.
891          *
892          * If we're being called as part of directio write completion, the dio
893          * count is still elevated, which reflink and truncate will wait for.
894          * Reflink remapping takes the iolock and mmaplock and waits for
895          * pending dio to finish, which should prevent any directio until the
896          * remap completes.  Multiple concurrent directio writes to the same
897          * region are handled by end_cow processing only occurring for the
898          * threads which succeed; the outcome of multiple overlapping direct
899          * writes is not well defined anyway.
900          *
901          * It's possible that a buffered write and a direct write could collide
902          * here (the buffered write stumbles in after the dio flushes and
903          * invalidates the page cache and immediately queues writeback), but we
904          * have never supported this 100%.  If either disk write succeeds the
905          * blocks will be remapped.
906          */
907         while (end_fsb > offset_fsb && !error)
908                 error = xfs_reflink_end_cow_extent(ip, &offset_fsb, end_fsb);
909
910         if (error)
911                 trace_xfs_reflink_end_cow_error(ip, error, _RET_IP_);
912         return error;
913 }
914
915 /*
916  * Free all CoW staging blocks that are still referenced by the ondisk refcount
917  * metadata.  The ondisk metadata does not track which inode created the
918  * staging extent, so callers must ensure that there are no cached inodes with
919  * live CoW staging extents.
920  */
921 int
922 xfs_reflink_recover_cow(
923         struct xfs_mount        *mp)
924 {
925         struct xfs_perag        *pag;
926         xfs_agnumber_t          agno;
927         int                     error = 0;
928
929         if (!xfs_has_reflink(mp))
930                 return 0;
931
932         for_each_perag(mp, agno, pag) {
933                 error = xfs_refcount_recover_cow_leftovers(mp, pag);
934                 if (error) {
935                         xfs_perag_rele(pag);
936                         break;
937                 }
938         }
939
940         return error;
941 }
942
943 /*
944  * Reflinking (Block) Ranges of Two Files Together
945  *
946  * First, ensure that the reflink flag is set on both inodes.  The flag is an
947  * optimization to avoid unnecessary refcount btree lookups in the write path.
948  *
949  * Now we can iteratively remap the range of extents (and holes) in src to the
950  * corresponding ranges in dest.  Let drange and srange denote the ranges of
951  * logical blocks in dest and src touched by the reflink operation.
952  *
953  * While the length of drange is greater than zero,
954  *    - Read src's bmbt at the start of srange ("imap")
955  *    - If imap doesn't exist, make imap appear to start at the end of srange
956  *      with zero length.
957  *    - If imap starts before srange, advance imap to start at srange.
958  *    - If imap goes beyond srange, truncate imap to end at the end of srange.
959  *    - Punch (imap start - srange start + imap len) blocks from dest at
960  *      offset (drange start).
961  *    - If imap points to a real range of pblks,
962  *         > Increase the refcount of the imap's pblks
963  *         > Map imap's pblks into dest at the offset
964  *           (drange start + imap start - srange start)
965  *    - Advance drange and srange by (imap start - srange start + imap len)
966  *
967  * Finally, if the reflink made dest longer, update both the in-core and
968  * on-disk file sizes.
969  *
970  * ASCII Art Demonstration:
971  *
972  * Let's say we want to reflink this source file:
973  *
974  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS (src file)
975  *   <-------------------->
976  *
977  * into this destination file:
978  *
979  * --DDDDDDDDDDDDDDDDDDD--DDD (dest file)
980  *        <-------------------->
981  * '-' means a hole, and 'S' and 'D' are written blocks in the src and dest.
982  * Observe that the range has different logical offsets in either file.
983  *
984  * Consider that the first extent in the source file doesn't line up with our
985  * reflink range.  Unmapping  and remapping are separate operations, so we can
986  * unmap more blocks from the destination file than we remap.
987  *
988  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
989  *   <------->
990  * --DDDDD---------DDDDD--DDD
991  *        <------->
992  *
993  * Now remap the source extent into the destination file:
994  *
995  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
996  *   <------->
997  * --DDDDD--SSSSSSSDDDDD--DDD
998  *        <------->
999  *
1000  * Do likewise with the second hole and extent in our range.  Holes in the
1001  * unmap range don't affect our operation.
1002  *
1003  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
1004  *            <---->
1005  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS-DDD
1006  *                 <---->
1007  *
1008  * Finally, unmap and remap part of the third extent.  This will increase the
1009  * size of the destination file.
1010  *
1011  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
1012  *                  <----->
1013  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS----SSS
1014  *                       <----->
1015  *
1016  * Once we update the destination file's i_size, we're done.
1017  */
1018
1019 /*
1020  * Ensure the reflink bit is set in both inodes.
1021  */
1022 STATIC int
1023 xfs_reflink_set_inode_flag(
1024         struct xfs_inode        *src,
1025         struct xfs_inode        *dest)
1026 {
1027         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
1028         int                     error;
1029         struct xfs_trans        *tp;
1030
1031         if (xfs_is_reflink_inode(src) && xfs_is_reflink_inode(dest))
1032                 return 0;
1033
1034         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
1035         if (error)
1036                 goto out_error;
1037
1038         /* Lock both files against IO */
1039         if (src->i_ino == dest->i_ino)
1040                 xfs_ilock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
1041         else
1042                 xfs_lock_two_inodes(src, XFS_ILOCK_EXCL, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
1043
1044         if (!xfs_is_reflink_inode(src)) {
1045                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(src);
1046                 xfs_trans_ijoin(tp, src, XFS_ILOCK_EXCL);
1047                 src->i_diflags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
1048                 xfs_trans_log_inode(tp, src, XFS_ILOG_CORE);
1049                 xfs_ifork_init_cow(src);
1050         } else
1051                 xfs_iunlock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
1052
1053         if (src->i_ino == dest->i_ino)
1054                 goto commit_flags;
1055
1056         if (!xfs_is_reflink_inode(dest)) {
1057                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(dest);
1058                 xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
1059                 dest->i_diflags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
1060                 xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
1061                 xfs_ifork_init_cow(dest);
1062         } else
1063                 xfs_iunlock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
1064
1065 commit_flags:
1066         error = xfs_trans_commit(tp);
1067         if (error)
1068                 goto out_error;
1069         return error;
1070
1071 out_error:
1072         trace_xfs_reflink_set_inode_flag_error(dest, error, _RET_IP_);
1073         return error;
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Update destination inode size & cowextsize hint, if necessary.
1078  */
1079 int
1080 xfs_reflink_update_dest(
1081         struct xfs_inode        *dest,
1082         xfs_off_t               newlen,
1083         xfs_extlen_t            cowextsize,
1084         unsigned int            remap_flags)
1085 {
1086         struct xfs_mount        *mp = dest->i_mount;
1087         struct xfs_trans        *tp;
1088         int                     error;
1089
1090         if (newlen <= i_size_read(VFS_I(dest)) && cowextsize == 0)
1091                 return 0;
1092
1093         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
1094         if (error)
1095                 goto out_error;
1096
1097         xfs_ilock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
1098         xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
1099
1100         if (newlen > i_size_read(VFS_I(dest))) {
1101                 trace_xfs_reflink_update_inode_size(dest, newlen);
1102                 i_size_write(VFS_I(dest), newlen);
1103                 dest->i_disk_size = newlen;
1104         }
1105
1106         if (cowextsize) {
1107                 dest->i_cowextsize = cowextsize;
1108                 dest->i_diflags2 |= XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE;
1109         }
1110
1111         xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
1112
1113         error = xfs_trans_commit(tp);
1114         if (error)
1115                 goto out_error;
1116         return error;
1117
1118 out_error:
1119         trace_xfs_reflink_update_inode_size_error(dest, error, _RET_IP_);
1120         return error;
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Do we have enough reserve in this AG to handle a reflink?  The refcount
1125  * btree already reserved all the space it needs, but the rmap btree can grow
1126  * infinitely, so we won't allow more reflinks when the AG is down to the
1127  * btree reserves.
1128  */
1129 static int
1130 xfs_reflink_ag_has_free_space(
1131         struct xfs_mount        *mp,
1132         xfs_agnumber_t          agno)
1133 {
1134         struct xfs_perag        *pag;
1135         int                     error = 0;
1136
1137         if (!xfs_has_rmapbt(mp))
1138                 return 0;
1139
1140         pag = xfs_perag_get(mp, agno);
1141         if (xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_RMAPBT) ||
1142             xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_METADATA))
1143                 error = -ENOSPC;
1144         xfs_perag_put(pag);
1145         return error;
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Remap the given extent into the file.  The dmap blockcount will be set to
1150  * the number of blocks that were actually remapped.
1151  */
1152 STATIC int
1153 xfs_reflink_remap_extent(
1154         struct xfs_inode        *ip,
1155         struct xfs_bmbt_irec    *dmap,
1156         xfs_off_t               new_isize)
1157 {
1158         struct xfs_bmbt_irec    smap;
1159         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1160         struct xfs_trans        *tp;
1161         xfs_off_t               newlen;
1162         int64_t                 qdelta = 0;
1163         unsigned int            resblks;
1164         bool                    quota_reserved = true;
1165         bool                    smap_real;
1166         bool                    dmap_written = xfs_bmap_is_written_extent(dmap);
1167         int                     iext_delta = 0;
1168         int                     nimaps;
1169         int                     error;
1170
1171         /*
1172          * Start a rolling transaction to switch the mappings.
1173          *
1174          * Adding a written extent to the extent map can cause a bmbt split,
1175          * and removing a mapped extent from the extent can cause a bmbt split.
1176          * The two operations cannot both cause a split since they operate on
1177          * the same index in the bmap btree, so we only need a reservation for
1178          * one bmbt split if either thing is happening.  However, we haven't
1179          * locked the inode yet, so we reserve assuming this is the case.
1180          *
1181          * The first allocation call tries to reserve enough space to handle
1182          * mapping dmap into a sparse part of the file plus the bmbt split.  We
1183          * haven't locked the inode or read the existing mapping yet, so we do
1184          * not know for sure that we need the space.  This should succeed most
1185          * of the time.
1186          *
1187          * If the first attempt fails, try again but reserving only enough
1188          * space to handle a bmbt split.  This is the hard minimum requirement,
1189          * and we revisit quota reservations later when we know more about what
1190          * we're remapping.
1191          */
1192         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
1193         error = xfs_trans_alloc_inode(ip, &M_RES(mp)->tr_write,
1194                         resblks + dmap->br_blockcount, 0, false, &tp);
1195         if (error == -EDQUOT || error == -ENOSPC) {
1196                 quota_reserved = false;
1197                 error = xfs_trans_alloc_inode(ip, &M_RES(mp)->tr_write,
1198                                 resblks, 0, false, &tp);
1199         }
1200         if (error)
1201                 goto out;
1202
1203         /*
1204          * Read what's currently mapped in the destination file into smap.
1205          * If smap isn't a hole, we will have to remove it before we can add
1206          * dmap to the destination file.
1207          */
1208         nimaps = 1;
1209         error = xfs_bmapi_read(ip, dmap->br_startoff, dmap->br_blockcount,
1210                         &smap, &nimaps, 0);
1211         if (error)
1212                 goto out_cancel;
1213         ASSERT(nimaps == 1 && smap.br_startoff == dmap->br_startoff);
1214         smap_real = xfs_bmap_is_real_extent(&smap);
1215
1216         /*
1217          * We can only remap as many blocks as the smaller of the two extent
1218          * maps, because we can only remap one extent at a time.
1219          */
1220         dmap->br_blockcount = min(dmap->br_blockcount, smap.br_blockcount);
1221         ASSERT(dmap->br_blockcount == smap.br_blockcount);
1222
1223         trace_xfs_reflink_remap_extent_dest(ip, &smap);
1224
1225         /*
1226          * Two extents mapped to the same physical block must not have
1227          * different states; that's filesystem corruption.  Move on to the next
1228          * extent if they're both holes or both the same physical extent.
1229          */
1230         if (dmap->br_startblock == smap.br_startblock) {
1231                 if (dmap->br_state != smap.br_state) {
1232                         xfs_bmap_mark_sick(ip, XFS_DATA_FORK);
1233                         error = -EFSCORRUPTED;
1234                 }
1235                 goto out_cancel;
1236         }
1237
1238         /* If both extents are unwritten, leave them alone. */
1239         if (dmap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN &&
1240             smap.br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
1241                 goto out_cancel;
1242
1243         /* No reflinking if the AG of the dest mapping is low on space. */
1244         if (dmap_written) {
1245                 error = xfs_reflink_ag_has_free_space(mp,
1246                                 XFS_FSB_TO_AGNO(mp, dmap->br_startblock));
1247                 if (error)
1248                         goto out_cancel;
1249         }
1250
1251         /*
1252          * Increase quota reservation if we think the quota block counter for
1253          * this file could increase.
1254          *
1255          * If we are mapping a written extent into the file, we need to have
1256          * enough quota block count reservation to handle the blocks in that
1257          * extent.  We log only the delta to the quota block counts, so if the
1258          * extent we're unmapping also has blocks allocated to it, we don't
1259          * need a quota reservation for the extent itself.
1260          *
1261          * Note that if we're replacing a delalloc reservation with a written
1262          * extent, we have to take the full quota reservation because removing
1263          * the delalloc reservation gives the block count back to the quota
1264          * count.  This is suboptimal, but the VFS flushed the dest range
1265          * before we started.  That should have removed all the delalloc
1266          * reservations, but we code defensively.
1267          *
1268          * xfs_trans_alloc_inode above already tried to grab an even larger
1269          * quota reservation, and kicked off a blockgc scan if it couldn't.
1270          * If we can't get a potentially smaller quota reservation now, we're
1271          * done.
1272          */
1273         if (!quota_reserved && !smap_real && dmap_written) {
1274                 error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip,
1275                                 dmap->br_blockcount, 0, false);
1276                 if (error)
1277                         goto out_cancel;
1278         }
1279
1280         if (smap_real)
1281                 ++iext_delta;
1282
1283         if (dmap_written)
1284                 ++iext_delta;
1285
1286         error = xfs_iext_count_may_overflow(ip, XFS_DATA_FORK, iext_delta);
1287         if (error == -EFBIG)
1288                 error = xfs_iext_count_upgrade(tp, ip, iext_delta);
1289         if (error)
1290                 goto out_cancel;
1291
1292         if (smap_real) {
1293                 /*
1294                  * If the extent we're unmapping is backed by storage (written
1295                  * or not), unmap the extent and drop its refcount.
1296                  */
1297                 xfs_bmap_unmap_extent(tp, ip, XFS_DATA_FORK, &smap);
1298                 xfs_refcount_decrease_extent(tp, &smap);
1299                 qdelta -= smap.br_blockcount;
1300         } else if (smap.br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
1301                 int             done;
1302
1303                 /*
1304                  * If the extent we're unmapping is a delalloc reservation,
1305                  * we can use the regular bunmapi function to release the
1306                  * incore state.  Dropping the delalloc reservation takes care
1307                  * of the quota reservation for us.
1308                  */
1309                 error = xfs_bunmapi(NULL, ip, smap.br_startoff,
1310                                 smap.br_blockcount, 0, 1, &done);
1311                 if (error)
1312                         goto out_cancel;
1313                 ASSERT(done);
1314         }
1315
1316         /*
1317          * If the extent we're sharing is backed by written storage, increase
1318          * its refcount and map it into the file.
1319          */
1320         if (dmap_written) {
1321                 xfs_refcount_increase_extent(tp, dmap);
1322                 xfs_bmap_map_extent(tp, ip, XFS_DATA_FORK, dmap);
1323                 qdelta += dmap->br_blockcount;
1324         }
1325
1326         xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_BCOUNT, qdelta);
1327
1328         /* Update dest isize if needed. */
1329         newlen = XFS_FSB_TO_B(mp, dmap->br_startoff + dmap->br_blockcount);
1330         newlen = min_t(xfs_off_t, newlen, new_isize);
1331         if (newlen > i_size_read(VFS_I(ip))) {
1332                 trace_xfs_reflink_update_inode_size(ip, newlen);
1333                 i_size_write(VFS_I(ip), newlen);
1334                 ip->i_disk_size = newlen;
1335                 xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1336         }
1337
1338         /* Commit everything and unlock. */
1339         error = xfs_trans_commit(tp);
1340         goto out_unlock;
1341
1342 out_cancel:
1343         xfs_trans_cancel(tp);
1344 out_unlock:
1345         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1346 out:
1347         if (error)
1348                 trace_xfs_reflink_remap_extent_error(ip, error, _RET_IP_);
1349         return error;
1350 }
1351
1352 /* Remap a range of one file to the other. */
1353 int
1354 xfs_reflink_remap_blocks(
1355         struct xfs_inode        *src,
1356         loff_t                  pos_in,
1357         struct xfs_inode        *dest,
1358         loff_t                  pos_out,
1359         loff_t                  remap_len,
1360         loff_t                  *remapped)
1361 {
1362         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1363         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
1364         xfs_fileoff_t           srcoff = XFS_B_TO_FSBT(mp, pos_in);
1365         xfs_fileoff_t           destoff = XFS_B_TO_FSBT(mp, pos_out);
1366         xfs_filblks_t           len;
1367         xfs_filblks_t           remapped_len = 0;
1368         xfs_off_t               new_isize = pos_out + remap_len;
1369         int                     nimaps;
1370         int                     error = 0;
1371
1372         len = min_t(xfs_filblks_t, XFS_B_TO_FSB(mp, remap_len),
1373                         XFS_MAX_FILEOFF);
1374
1375         trace_xfs_reflink_remap_blocks(src, srcoff, len, dest, destoff);
1376
1377         while (len > 0) {
1378                 unsigned int    lock_mode;
1379
1380                 /* Read extent from the source file */
1381                 nimaps = 1;
1382                 lock_mode = xfs_ilock_data_map_shared(src);
1383                 error = xfs_bmapi_read(src, srcoff, len, &imap, &nimaps, 0);
1384                 xfs_iunlock(src, lock_mode);
1385                 if (error)
1386                         break;
1387                 /*
1388                  * The caller supposedly flushed all dirty pages in the source
1389                  * file range, which means that writeback should have allocated
1390                  * or deleted all delalloc reservations in that range.  If we
1391                  * find one, that's a good sign that something is seriously
1392                  * wrong here.
1393                  */
1394                 ASSERT(nimaps == 1 && imap.br_startoff == srcoff);
1395                 if (imap.br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
1396                         ASSERT(imap.br_startblock != DELAYSTARTBLOCK);
1397                         xfs_bmap_mark_sick(src, XFS_DATA_FORK);
1398                         error = -EFSCORRUPTED;
1399                         break;
1400                 }
1401
1402                 trace_xfs_reflink_remap_extent_src(src, &imap);
1403
1404                 /* Remap into the destination file at the given offset. */
1405                 imap.br_startoff = destoff;
1406                 error = xfs_reflink_remap_extent(dest, &imap, new_isize);
1407                 if (error)
1408                         break;
1409
1410                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1411                         error = -EINTR;
1412                         break;
1413                 }
1414
1415                 /* Advance drange/srange */
1416                 srcoff += imap.br_blockcount;
1417                 destoff += imap.br_blockcount;
1418                 len -= imap.br_blockcount;
1419                 remapped_len += imap.br_blockcount;
1420         }
1421
1422         if (error)
1423                 trace_xfs_reflink_remap_blocks_error(dest, error, _RET_IP_);
1424         *remapped = min_t(loff_t, remap_len,
1425                           XFS_FSB_TO_B(src->i_mount, remapped_len));
1426         return error;
1427 }
1428
1429 /*
1430  * If we're reflinking to a point past the destination file's EOF, we must
1431  * zero any speculative post-EOF preallocations that sit between the old EOF
1432  * and the destination file offset.
1433  */
1434 static int
1435 xfs_reflink_zero_posteof(
1436         struct xfs_inode        *ip,
1437         loff_t                  pos)
1438 {
1439         loff_t                  isize = i_size_read(VFS_I(ip));
1440
1441         if (pos <= isize)
1442                 return 0;
1443
1444         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, pos - isize);
1445         return xfs_zero_range(ip, isize, pos - isize, NULL);
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Prepare two files for range cloning.  Upon a successful return both inodes
1450  * will have the iolock and mmaplock held, the page cache of the out file will
1451  * be truncated, and any leases on the out file will have been broken.  This
1452  * function borrows heavily from xfs_file_aio_write_checks.
1453  *
1454  * The VFS allows partial EOF blocks to "match" for dedupe even though it hasn't
1455  * checked that the bytes beyond EOF physically match. Hence we cannot use the
1456  * EOF block in the source dedupe range because it's not a complete block match,
1457  * hence can introduce a corruption into the file that has it's block replaced.
1458  *
1459  * In similar fashion, the VFS file cloning also allows partial EOF blocks to be
1460  * "block aligned" for the purposes of cloning entire files.  However, if the
1461  * source file range includes the EOF block and it lands within the existing EOF
1462  * of the destination file, then we can expose stale data from beyond the source
1463  * file EOF in the destination file.
1464  *
1465  * XFS doesn't support partial block sharing, so in both cases we have check
1466  * these cases ourselves. For dedupe, we can simply round the length to dedupe
1467  * down to the previous whole block and ignore the partial EOF block. While this
1468  * means we can't dedupe the last block of a file, this is an acceptible
1469  * tradeoff for simplicity on implementation.
1470  *
1471  * For cloning, we want to share the partial EOF block if it is also the new EOF
1472  * block of the destination file. If the partial EOF block lies inside the
1473  * existing destination EOF, then we have to abort the clone to avoid exposing
1474  * stale data in the destination file. Hence we reject these clone attempts with
1475  * -EINVAL in this case.
1476  */
1477 int
1478 xfs_reflink_remap_prep(
1479         struct file             *file_in,
1480         loff_t                  pos_in,
1481         struct file             *file_out,
1482         loff_t                  pos_out,
1483         loff_t                  *len,
1484         unsigned int            remap_flags)
1485 {
1486         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1487         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1488         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1489         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1490         int                     ret;
1491
1492         /* Lock both files against IO */
1493         ret = xfs_ilock2_io_mmap(src, dest);
1494         if (ret)
1495                 return ret;
1496
1497         /* Check file eligibility and prepare for block sharing. */
1498         ret = -EINVAL;
1499         /* Don't reflink realtime inodes */
1500         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(src) || XFS_IS_REALTIME_INODE(dest))
1501                 goto out_unlock;
1502
1503         /* Don't share DAX file data with non-DAX file. */
1504         if (IS_DAX(inode_in) != IS_DAX(inode_out))
1505                 goto out_unlock;
1506
1507         if (!IS_DAX(inode_in))
1508                 ret = generic_remap_file_range_prep(file_in, pos_in, file_out,
1509                                 pos_out, len, remap_flags);
1510         else
1511                 ret = dax_remap_file_range_prep(file_in, pos_in, file_out,
1512                                 pos_out, len, remap_flags, &xfs_read_iomap_ops);
1513         if (ret || *len == 0)
1514                 goto out_unlock;
1515
1516         /* Attach dquots to dest inode before changing block map */
1517         ret = xfs_qm_dqattach(dest);
1518         if (ret)
1519                 goto out_unlock;
1520
1521         /*
1522          * Zero existing post-eof speculative preallocations in the destination
1523          * file.
1524          */
1525         ret = xfs_reflink_zero_posteof(dest, pos_out);
1526         if (ret)
1527                 goto out_unlock;
1528
1529         /* Set flags and remap blocks. */
1530         ret = xfs_reflink_set_inode_flag(src, dest);
1531         if (ret)
1532                 goto out_unlock;
1533
1534         /*
1535          * If pos_out > EOF, we may have dirtied blocks between EOF and
1536          * pos_out. In that case, we need to extend the flush and unmap to cover
1537          * from EOF to the end of the copy length.
1538          */
1539         if (pos_out > XFS_ISIZE(dest)) {
1540                 loff_t  flen = *len + (pos_out - XFS_ISIZE(dest));
1541                 ret = xfs_flush_unmap_range(dest, XFS_ISIZE(dest), flen);
1542         } else {
1543                 ret = xfs_flush_unmap_range(dest, pos_out, *len);
1544         }
1545         if (ret)
1546                 goto out_unlock;
1547
1548         xfs_iflags_set(src, XFS_IREMAPPING);
1549         if (inode_in != inode_out)
1550                 xfs_ilock_demote(src, XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1551
1552         return 0;
1553 out_unlock:
1554         xfs_iunlock2_io_mmap(src, dest);
1555         return ret;
1556 }
1557
1558 /* Does this inode need the reflink flag? */
1559 int
1560 xfs_reflink_inode_has_shared_extents(
1561         struct xfs_trans                *tp,
1562         struct xfs_inode                *ip,
1563         bool                            *has_shared)
1564 {
1565         struct xfs_bmbt_irec            got;
1566         struct xfs_mount                *mp = ip->i_mount;
1567         struct xfs_ifork                *ifp;
1568         struct xfs_iext_cursor          icur;
1569         bool                            found;
1570         int                             error;
1571
1572         ifp = xfs_ifork_ptr(ip, XFS_DATA_FORK);
1573         error = xfs_iread_extents(tp, ip, XFS_DATA_FORK);
1574         if (error)
1575                 return error;
1576
1577         *has_shared = false;
1578         found = xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, 0, &icur, &got);
1579         while (found) {
1580                 struct xfs_perag        *pag;
1581                 xfs_agblock_t           agbno;
1582                 xfs_extlen_t            aglen;
1583                 xfs_agblock_t           rbno;
1584                 xfs_extlen_t            rlen;
1585
1586                 if (isnullstartblock(got.br_startblock) ||
1587                     got.br_state != XFS_EXT_NORM)
1588                         goto next;
1589
1590                 pag = xfs_perag_get(mp, XFS_FSB_TO_AGNO(mp, got.br_startblock));
1591                 agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(mp, got.br_startblock);
1592                 aglen = got.br_blockcount;
1593                 error = xfs_reflink_find_shared(pag, tp, agbno, aglen,
1594                                 &rbno, &rlen, false);
1595                 xfs_perag_put(pag);
1596                 if (error)
1597                         return error;
1598
1599                 /* Is there still a shared block here? */
1600                 if (rbno != NULLAGBLOCK) {
1601                         *has_shared = true;
1602                         return 0;
1603                 }
1604 next:
1605                 found = xfs_iext_next_extent(ifp, &icur, &got);
1606         }
1607
1608         return 0;
1609 }
1610
1611 /*
1612  * Clear the inode reflink flag if there are no shared extents.
1613  *
1614  * The caller is responsible for joining the inode to the transaction passed in.
1615  * The inode will be joined to the transaction that is returned to the caller.
1616  */
1617 int
1618 xfs_reflink_clear_inode_flag(
1619         struct xfs_inode        *ip,
1620         struct xfs_trans        **tpp)
1621 {
1622         bool                    needs_flag;
1623         int                     error = 0;
1624
1625         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
1626
1627         error = xfs_reflink_inode_has_shared_extents(*tpp, ip, &needs_flag);
1628         if (error || needs_flag)
1629                 return error;
1630
1631         /*
1632          * We didn't find any shared blocks so turn off the reflink flag.
1633          * First, get rid of any leftover CoW mappings.
1634          */
1635         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, tpp, 0, XFS_MAX_FILEOFF,
1636                         true);
1637         if (error)
1638                 return error;
1639
1640         /* Clear the inode flag. */
1641         trace_xfs_reflink_unset_inode_flag(ip);
1642         ip->i_diflags2 &= ~XFS_DIFLAG2_REFLINK;
1643         xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
1644         xfs_trans_log_inode(*tpp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1645
1646         return error;
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Clear the inode reflink flag if there are no shared extents and the size
1651  * hasn't changed.
1652  */
1653 STATIC int
1654 xfs_reflink_try_clear_inode_flag(
1655         struct xfs_inode        *ip)
1656 {
1657         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1658         struct xfs_trans        *tp;
1659         int                     error = 0;
1660
1661         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
1662         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0, 0, 0, &tp);
1663         if (error)
1664                 return error;
1665
1666         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1667         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
1668
1669         error = xfs_reflink_clear_inode_flag(ip, &tp);
1670         if (error)
1671                 goto cancel;
1672
1673         error = xfs_trans_commit(tp);
1674         if (error)
1675                 goto out;
1676
1677         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1678         return 0;
1679 cancel:
1680         xfs_trans_cancel(tp);
1681 out:
1682         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1683         return error;
1684 }
1685
1686 /*
1687  * Pre-COW all shared blocks within a given byte range of a file and turn off
1688  * the reflink flag if we unshare all of the file's blocks.
1689  */
1690 int
1691 xfs_reflink_unshare(
1692         struct xfs_inode        *ip,
1693         xfs_off_t               offset,
1694         xfs_off_t               len)
1695 {
1696         struct inode            *inode = VFS_I(ip);
1697         int                     error;
1698
1699         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
1700                 return 0;
1701
1702         trace_xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
1703
1704         inode_dio_wait(inode);
1705
1706         if (IS_DAX(inode))
1707                 error = dax_file_unshare(inode, offset, len,
1708                                 &xfs_dax_write_iomap_ops);
1709         else
1710                 error = iomap_file_unshare(inode, offset, len,
1711                                 &xfs_buffered_write_iomap_ops);
1712         if (error)
1713                 goto out;
1714
1715         error = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, offset,
1716                         offset + len - 1);
1717         if (error)
1718                 goto out;
1719
1720         /* Turn off the reflink flag if possible. */
1721         error = xfs_reflink_try_clear_inode_flag(ip);
1722         if (error)
1723                 goto out;
1724         return 0;
1725
1726 out:
1727         trace_xfs_reflink_unshare_error(ip, error, _RET_IP_);
1728         return error;
1729 }