Merge tag 'scsi-misc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jejb/scsi
[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_sb.h"
31 #include "xfs_ag_resv.h"
32
33 /*
34  * Copy on Write of Shared Blocks
35  *
36  * XFS must preserve "the usual" file semantics even when two files share
37  * the same physical blocks.  This means that a write to one file must not
38  * alter the blocks in a different file; the way that we'll do that is
39  * through the use of a copy-on-write mechanism.  At a high level, that
40  * means that when we want to write to a shared block, we allocate a new
41  * block, write the data to the new block, and if that succeeds we map the
42  * new block into the file.
43  *
44  * XFS provides a "delayed allocation" mechanism that defers the allocation
45  * of disk blocks to dirty-but-not-yet-mapped file blocks as long as
46  * possible.  This reduces fragmentation by enabling the filesystem to ask
47  * for bigger chunks less often, which is exactly what we want for CoW.
48  *
49  * The delalloc mechanism begins when the kernel wants to make a block
50  * writable (write_begin or page_mkwrite).  If the offset is not mapped, we
51  * create a delalloc mapping, which is a regular in-core extent, but without
52  * a real startblock.  (For delalloc mappings, the startblock encodes both
53  * a flag that this is a delalloc mapping, and a worst-case estimate of how
54  * many blocks might be required to put the mapping into the BMBT.)  delalloc
55  * mappings are a reservation against the free space in the filesystem;
56  * adjacent mappings can also be combined into fewer larger mappings.
57  *
58  * As an optimization, the CoW extent size hint (cowextsz) creates
59  * outsized aligned delalloc reservations in the hope of landing out of
60  * order nearby CoW writes in a single extent on disk, thereby reducing
61  * fragmentation and improving future performance.
62  *
63  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR--- (data fork)
64  * C: ------DDDDDDD--------- (CoW fork)
65  *
66  * When dirty pages are being written out (typically in writepage), the
67  * delalloc reservations are converted into unwritten mappings by
68  * allocating blocks and replacing the delalloc mapping with real ones.
69  * A delalloc mapping can be replaced by several unwritten ones if the
70  * free space is fragmented.
71  *
72  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR---
73  * C: ------UUUUUUU---------
74  *
75  * We want to adapt the delalloc mechanism for copy-on-write, since the
76  * write paths are similar.  The first two steps (creating the reservation
77  * and allocating the blocks) are exactly the same as delalloc except that
78  * the mappings must be stored in a separate CoW fork because we do not want
79  * to disturb the mapping in the data fork until we're sure that the write
80  * succeeded.  IO completion in this case is the process of removing the old
81  * mapping from the data fork and moving the new mapping from the CoW fork to
82  * the data fork.  This will be discussed shortly.
83  *
84  * For now, unaligned directio writes will be bounced back to the page cache.
85  * Block-aligned directio writes will use the same mechanism as buffered
86  * writes.
87  *
88  * Just prior to submitting the actual disk write requests, we convert
89  * the extents representing the range of the file actually being written
90  * (as opposed to extra pieces created for the cowextsize hint) to real
91  * extents.  This will become important in the next step:
92  *
93  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR---
94  * C: ------UUrrUUU---------
95  *
96  * CoW remapping must be done after the data block write completes,
97  * because we don't want to destroy the old data fork map until we're sure
98  * the new block has been written.  Since the new mappings are kept in a
99  * separate fork, we can simply iterate these mappings to find the ones
100  * that cover the file blocks that we just CoW'd.  For each extent, simply
101  * unmap the corresponding range in the data fork, map the new range into
102  * the data fork, and remove the extent from the CoW fork.  Because of
103  * the presence of the cowextsize hint, however, we must be careful
104  * only to remap the blocks that we've actually written out --  we must
105  * never remap delalloc reservations nor CoW staging blocks that have
106  * yet to be written.  This corresponds exactly to the real extents in
107  * the CoW fork:
108  *
109  * D: --RRRRRRrrSRRRRRRRR---
110  * C: ------UU--UUU---------
111  *
112  * Since the remapping operation can be applied to an arbitrary file
113  * range, we record the need for the remap step as a flag in the ioend
114  * instead of declaring a new IO type.  This is required for direct io
115  * because we only have ioend for the whole dio, and we have to be able to
116  * remember the presence of unwritten blocks and CoW blocks with a single
117  * ioend structure.  Better yet, the more ground we can cover with one
118  * ioend, the better.
119  */
120
121 /*
122  * Given an AG extent, find the lowest-numbered run of shared blocks
123  * within that range and return the range in fbno/flen.  If
124  * find_end_of_shared is true, return the longest contiguous extent of
125  * shared blocks.  If there are no shared extents, fbno and flen will
126  * be set to NULLAGBLOCK and 0, respectively.
127  */
128 int
129 xfs_reflink_find_shared(
130         struct xfs_mount        *mp,
131         struct xfs_trans        *tp,
132         xfs_agnumber_t          agno,
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(mp, tp, agno, 0, &agbp);
144         if (error)
145                 return error;
146
147         cur = xfs_refcountbt_init_cursor(mp, tp, agbp, agno);
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         xfs_agnumber_t          agno;
175         xfs_agblock_t           agbno;
176         xfs_extlen_t            aglen;
177         xfs_agblock_t           fbno;
178         xfs_extlen_t            flen;
179         int                     error = 0;
180
181         /* Holes, unwritten, and delalloc extents cannot be shared */
182         if (!xfs_is_cow_inode(ip) || !xfs_bmap_is_real_extent(irec)) {
183                 *shared = false;
184                 return 0;
185         }
186
187         trace_xfs_reflink_trim_around_shared(ip, irec);
188
189         agno = XFS_FSB_TO_AGNO(ip->i_mount, irec->br_startblock);
190         agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(ip->i_mount, irec->br_startblock);
191         aglen = irec->br_blockcount;
192
193         error = xfs_reflink_find_shared(ip->i_mount, NULL, agno, agbno,
194                         aglen, &fbno, &flen, true);
195         if (error)
196                 return error;
197
198         *shared = false;
199         if (fbno == NULLAGBLOCK) {
200                 /* No shared blocks at all. */
201                 return 0;
202         } else if (fbno == agbno) {
203                 /*
204                  * The start of this extent is shared.  Truncate the
205                  * mapping at the end of the shared region so that a
206                  * subsequent iteration starts at the start of the
207                  * unshared region.
208                  */
209                 irec->br_blockcount = flen;
210                 *shared = true;
211                 return 0;
212         } else {
213                 /*
214                  * There's a shared extent midway through this extent.
215                  * Truncate the mapping at the start of the shared
216                  * extent so that a subsequent iteration starts at the
217                  * start of the shared region.
218                  */
219                 irec->br_blockcount = fbno - agbno;
220                 return 0;
221         }
222 }
223
224 int
225 xfs_bmap_trim_cow(
226         struct xfs_inode        *ip,
227         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
228         bool                    *shared)
229 {
230         /* We can't update any real extents in always COW mode. */
231         if (xfs_is_always_cow_inode(ip) &&
232             !isnullstartblock(imap->br_startblock)) {
233                 *shared = true;
234                 return 0;
235         }
236
237         /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
238         return xfs_reflink_trim_around_shared(ip, imap, shared);
239 }
240
241 static int
242 xfs_reflink_convert_cow_locked(
243         struct xfs_inode        *ip,
244         xfs_fileoff_t           offset_fsb,
245         xfs_filblks_t           count_fsb)
246 {
247         struct xfs_iext_cursor  icur;
248         struct xfs_bmbt_irec    got;
249         struct xfs_btree_cur    *dummy_cur = NULL;
250         int                     dummy_logflags;
251         int                     error = 0;
252
253         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, ip->i_cowfp, offset_fsb, &icur, &got))
254                 return 0;
255
256         do {
257                 if (got.br_startoff >= offset_fsb + count_fsb)
258                         break;
259                 if (got.br_state == XFS_EXT_NORM)
260                         continue;
261                 if (WARN_ON_ONCE(isnullstartblock(got.br_startblock)))
262                         return -EIO;
263
264                 xfs_trim_extent(&got, offset_fsb, count_fsb);
265                 if (!got.br_blockcount)
266                         continue;
267
268                 got.br_state = XFS_EXT_NORM;
269                 error = xfs_bmap_add_extent_unwritten_real(NULL, ip,
270                                 XFS_COW_FORK, &icur, &dummy_cur, &got,
271                                 &dummy_logflags);
272                 if (error)
273                         return error;
274         } while (xfs_iext_next_extent(ip->i_cowfp, &icur, &got));
275
276         return error;
277 }
278
279 /* Convert all of the unwritten CoW extents in a file's range to real ones. */
280 int
281 xfs_reflink_convert_cow(
282         struct xfs_inode        *ip,
283         xfs_off_t               offset,
284         xfs_off_t               count)
285 {
286         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
287         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
288         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count);
289         xfs_filblks_t           count_fsb = end_fsb - offset_fsb;
290         int                     error;
291
292         ASSERT(count != 0);
293
294         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
295         error = xfs_reflink_convert_cow_locked(ip, offset_fsb, count_fsb);
296         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
297         return error;
298 }
299
300 /*
301  * Find the extent that maps the given range in the COW fork. Even if the extent
302  * is not shared we might have a preallocation for it in the COW fork. If so we
303  * use it that rather than trigger a new allocation.
304  */
305 static int
306 xfs_find_trim_cow_extent(
307         struct xfs_inode        *ip,
308         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
309         struct xfs_bmbt_irec    *cmap,
310         bool                    *shared,
311         bool                    *found)
312 {
313         xfs_fileoff_t           offset_fsb = imap->br_startoff;
314         xfs_filblks_t           count_fsb = imap->br_blockcount;
315         struct xfs_iext_cursor  icur;
316
317         *found = false;
318
319         /*
320          * If we don't find an overlapping extent, trim the range we need to
321          * allocate to fit the hole we found.
322          */
323         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, ip->i_cowfp, offset_fsb, &icur, cmap))
324                 cmap->br_startoff = offset_fsb + count_fsb;
325         if (cmap->br_startoff > offset_fsb) {
326                 xfs_trim_extent(imap, imap->br_startoff,
327                                 cmap->br_startoff - imap->br_startoff);
328                 return xfs_bmap_trim_cow(ip, imap, shared);
329         }
330
331         *shared = true;
332         if (isnullstartblock(cmap->br_startblock)) {
333                 xfs_trim_extent(imap, cmap->br_startoff, cmap->br_blockcount);
334                 return 0;
335         }
336
337         /* real extent found - no need to allocate */
338         xfs_trim_extent(cmap, offset_fsb, count_fsb);
339         *found = true;
340         return 0;
341 }
342
343 /* Allocate all CoW reservations covering a range of blocks in a file. */
344 int
345 xfs_reflink_allocate_cow(
346         struct xfs_inode        *ip,
347         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
348         struct xfs_bmbt_irec    *cmap,
349         bool                    *shared,
350         uint                    *lockmode,
351         bool                    convert_now)
352 {
353         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
354         xfs_fileoff_t           offset_fsb = imap->br_startoff;
355         xfs_filblks_t           count_fsb = imap->br_blockcount;
356         struct xfs_trans        *tp;
357         int                     nimaps, error = 0;
358         bool                    found;
359         xfs_filblks_t           resaligned;
360         xfs_extlen_t            resblks = 0;
361
362         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL));
363         if (!ip->i_cowfp) {
364                 ASSERT(!xfs_is_reflink_inode(ip));
365                 xfs_ifork_init_cow(ip);
366         }
367
368         error = xfs_find_trim_cow_extent(ip, imap, cmap, shared, &found);
369         if (error || !*shared)
370                 return error;
371         if (found)
372                 goto convert;
373
374         resaligned = xfs_aligned_fsb_count(imap->br_startoff,
375                 imap->br_blockcount, xfs_get_cowextsz_hint(ip));
376         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
377
378         xfs_iunlock(ip, *lockmode);
379         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0, 0, &tp);
380         *lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
381         xfs_ilock(ip, *lockmode);
382
383         if (error)
384                 return error;
385
386         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, false);
387         if (error)
388                 goto out_trans_cancel;
389
390         /*
391          * Check for an overlapping extent again now that we dropped the ilock.
392          */
393         error = xfs_find_trim_cow_extent(ip, imap, cmap, shared, &found);
394         if (error || !*shared)
395                 goto out_trans_cancel;
396         if (found) {
397                 xfs_trans_cancel(tp);
398                 goto convert;
399         }
400
401         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, resblks, 0,
402                         XFS_QMOPT_RES_REGBLKS);
403         if (error)
404                 goto out_trans_cancel;
405
406         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
407
408         /* Allocate the entire reservation as unwritten blocks. */
409         nimaps = 1;
410         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, imap->br_startoff, imap->br_blockcount,
411                         XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_PREALLOC, 0, cmap,
412                         &nimaps);
413         if (error)
414                 goto out_unreserve;
415
416         xfs_inode_set_cowblocks_tag(ip);
417         error = xfs_trans_commit(tp);
418         if (error)
419                 return error;
420
421         /*
422          * Allocation succeeded but the requested range was not even partially
423          * satisfied?  Bail out!
424          */
425         if (nimaps == 0)
426                 return -ENOSPC;
427 convert:
428         xfs_trim_extent(cmap, offset_fsb, count_fsb);
429         /*
430          * COW fork extents are supposed to remain unwritten until we're ready
431          * to initiate a disk write.  For direct I/O we are going to write the
432          * data and need the conversion, but for buffered writes we're done.
433          */
434         if (!convert_now || cmap->br_state == XFS_EXT_NORM)
435                 return 0;
436         trace_xfs_reflink_convert_cow(ip, cmap);
437         return xfs_reflink_convert_cow_locked(ip, offset_fsb, count_fsb);
438
439 out_unreserve:
440         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)resblks, 0,
441                         XFS_QMOPT_RES_REGBLKS);
442 out_trans_cancel:
443         xfs_trans_cancel(tp);
444         return error;
445 }
446
447 /*
448  * Cancel CoW reservations for some block range of an inode.
449  *
450  * If cancel_real is true this function cancels all COW fork extents for the
451  * inode; if cancel_real is false, real extents are not cleared.
452  *
453  * Caller must have already joined the inode to the current transaction. The
454  * inode will be joined to the transaction returned to the caller.
455  */
456 int
457 xfs_reflink_cancel_cow_blocks(
458         struct xfs_inode                *ip,
459         struct xfs_trans                **tpp,
460         xfs_fileoff_t                   offset_fsb,
461         xfs_fileoff_t                   end_fsb,
462         bool                            cancel_real)
463 {
464         struct xfs_ifork                *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
465         struct xfs_bmbt_irec            got, del;
466         struct xfs_iext_cursor          icur;
467         int                             error = 0;
468
469         if (!xfs_inode_has_cow_data(ip))
470                 return 0;
471         if (!xfs_iext_lookup_extent_before(ip, ifp, &end_fsb, &icur, &got))
472                 return 0;
473
474         /* Walk backwards until we're out of the I/O range... */
475         while (got.br_startoff + got.br_blockcount > offset_fsb) {
476                 del = got;
477                 xfs_trim_extent(&del, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
478
479                 /* Extent delete may have bumped ext forward */
480                 if (!del.br_blockcount) {
481                         xfs_iext_prev(ifp, &icur);
482                         goto next_extent;
483                 }
484
485                 trace_xfs_reflink_cancel_cow(ip, &del);
486
487                 if (isnullstartblock(del.br_startblock)) {
488                         error = xfs_bmap_del_extent_delay(ip, XFS_COW_FORK,
489                                         &icur, &got, &del);
490                         if (error)
491                                 break;
492                 } else if (del.br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN || cancel_real) {
493                         ASSERT((*tpp)->t_firstblock == NULLFSBLOCK);
494
495                         /* Free the CoW orphan record. */
496                         xfs_refcount_free_cow_extent(*tpp, del.br_startblock,
497                                         del.br_blockcount);
498
499                         xfs_bmap_add_free(*tpp, del.br_startblock,
500                                           del.br_blockcount, NULL);
501
502                         /* Roll the transaction */
503                         error = xfs_defer_finish(tpp);
504                         if (error)
505                                 break;
506
507                         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
508                         xfs_bmap_del_extent_cow(ip, &icur, &got, &del);
509
510                         /* Remove the quota reservation */
511                         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(NULL, ip,
512                                         -(long)del.br_blockcount, 0,
513                                         XFS_QMOPT_RES_REGBLKS);
514                         if (error)
515                                 break;
516                 } else {
517                         /* Didn't do anything, push cursor back. */
518                         xfs_iext_prev(ifp, &icur);
519                 }
520 next_extent:
521                 if (!xfs_iext_get_extent(ifp, &icur, &got))
522                         break;
523         }
524
525         /* clear tag if cow fork is emptied */
526         if (!ifp->if_bytes)
527                 xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
528         return error;
529 }
530
531 /*
532  * Cancel CoW reservations for some byte range of an inode.
533  *
534  * If cancel_real is true this function cancels all COW fork extents for the
535  * inode; if cancel_real is false, real extents are not cleared.
536  */
537 int
538 xfs_reflink_cancel_cow_range(
539         struct xfs_inode        *ip,
540         xfs_off_t               offset,
541         xfs_off_t               count,
542         bool                    cancel_real)
543 {
544         struct xfs_trans        *tp;
545         xfs_fileoff_t           offset_fsb;
546         xfs_fileoff_t           end_fsb;
547         int                     error;
548
549         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range(ip, offset, count);
550         ASSERT(ip->i_cowfp);
551
552         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
553         if (count == NULLFILEOFF)
554                 end_fsb = NULLFILEOFF;
555         else
556                 end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
557
558         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
559         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_write,
560                         0, 0, 0, &tp);
561         if (error)
562                 goto out;
563
564         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
565         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
566
567         /* Scrape out the old CoW reservations */
568         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, &tp, offset_fsb, end_fsb,
569                         cancel_real);
570         if (error)
571                 goto out_cancel;
572
573         error = xfs_trans_commit(tp);
574
575         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
576         return error;
577
578 out_cancel:
579         xfs_trans_cancel(tp);
580         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
581 out:
582         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range_error(ip, error, _RET_IP_);
583         return error;
584 }
585
586 /*
587  * Remap part of the CoW fork into the data fork.
588  *
589  * We aim to remap the range starting at @offset_fsb and ending at @end_fsb
590  * into the data fork; this function will remap what it can (at the end of the
591  * range) and update @end_fsb appropriately.  Each remap gets its own
592  * transaction because we can end up merging and splitting bmbt blocks for
593  * every remap operation and we'd like to keep the block reservation
594  * requirements as low as possible.
595  */
596 STATIC int
597 xfs_reflink_end_cow_extent(
598         struct xfs_inode        *ip,
599         xfs_fileoff_t           offset_fsb,
600         xfs_fileoff_t           *end_fsb)
601 {
602         struct xfs_bmbt_irec    got, del;
603         struct xfs_iext_cursor  icur;
604         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
605         struct xfs_trans        *tp;
606         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
607         xfs_filblks_t           rlen;
608         unsigned int            resblks;
609         int                     error;
610
611         /* No COW extents?  That's easy! */
612         if (ifp->if_bytes == 0) {
613                 *end_fsb = offset_fsb;
614                 return 0;
615         }
616
617         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
618         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
619                         XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
620         if (error)
621                 return error;
622
623         /*
624          * Lock the inode.  We have to ijoin without automatic unlock because
625          * the lead transaction is the refcountbt record deletion; the data
626          * fork update follows as a deferred log item.
627          */
628         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
629         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
630
631         /*
632          * In case of racing, overlapping AIO writes no COW extents might be
633          * left by the time I/O completes for the loser of the race.  In that
634          * case we are done.
635          */
636         if (!xfs_iext_lookup_extent_before(ip, ifp, end_fsb, &icur, &got) ||
637             got.br_startoff + got.br_blockcount <= offset_fsb) {
638                 *end_fsb = offset_fsb;
639                 goto out_cancel;
640         }
641
642         /*
643          * Structure copy @got into @del, then trim @del to the range that we
644          * were asked to remap.  We preserve @got for the eventual CoW fork
645          * deletion; from now on @del represents the mapping that we're
646          * actually remapping.
647          */
648         del = got;
649         xfs_trim_extent(&del, offset_fsb, *end_fsb - offset_fsb);
650
651         ASSERT(del.br_blockcount > 0);
652
653         /*
654          * Only remap real extents that contain data.  With AIO, speculative
655          * preallocations can leak into the range we are called upon, and we
656          * need to skip them.
657          */
658         if (!xfs_bmap_is_real_extent(&got)) {
659                 *end_fsb = del.br_startoff;
660                 goto out_cancel;
661         }
662
663         /* Unmap the old blocks in the data fork. */
664         rlen = del.br_blockcount;
665         error = __xfs_bunmapi(tp, ip, del.br_startoff, &rlen, 0, 1);
666         if (error)
667                 goto out_cancel;
668
669         /* Trim the extent to whatever got unmapped. */
670         xfs_trim_extent(&del, del.br_startoff + rlen, del.br_blockcount - rlen);
671         trace_xfs_reflink_cow_remap(ip, &del);
672
673         /* Free the CoW orphan record. */
674         xfs_refcount_free_cow_extent(tp, del.br_startblock, del.br_blockcount);
675
676         /* Map the new blocks into the data fork. */
677         xfs_bmap_map_extent(tp, ip, &del);
678
679         /* Charge this new data fork mapping to the on-disk quota. */
680         xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_DELBCOUNT,
681                         (long)del.br_blockcount);
682
683         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
684         xfs_bmap_del_extent_cow(ip, &icur, &got, &del);
685
686         error = xfs_trans_commit(tp);
687         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
688         if (error)
689                 return error;
690
691         /* Update the caller about how much progress we made. */
692         *end_fsb = del.br_startoff;
693         return 0;
694
695 out_cancel:
696         xfs_trans_cancel(tp);
697         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
698         return error;
699 }
700
701 /*
702  * Remap parts of a file's data fork after a successful CoW.
703  */
704 int
705 xfs_reflink_end_cow(
706         struct xfs_inode                *ip,
707         xfs_off_t                       offset,
708         xfs_off_t                       count)
709 {
710         xfs_fileoff_t                   offset_fsb;
711         xfs_fileoff_t                   end_fsb;
712         int                             error = 0;
713
714         trace_xfs_reflink_end_cow(ip, offset, count);
715
716         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
717         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
718
719         /*
720          * Walk backwards until we're out of the I/O range.  The loop function
721          * repeatedly cycles the ILOCK to allocate one transaction per remapped
722          * extent.
723          *
724          * If we're being called by writeback then the the pages will still
725          * have PageWriteback set, which prevents races with reflink remapping
726          * and truncate.  Reflink remapping prevents races with writeback by
727          * taking the iolock and mmaplock before flushing the pages and
728          * remapping, which means there won't be any further writeback or page
729          * cache dirtying until the reflink completes.
730          *
731          * We should never have two threads issuing writeback for the same file
732          * region.  There are also have post-eof checks in the writeback
733          * preparation code so that we don't bother writing out pages that are
734          * about to be truncated.
735          *
736          * If we're being called as part of directio write completion, the dio
737          * count is still elevated, which reflink and truncate will wait for.
738          * Reflink remapping takes the iolock and mmaplock and waits for
739          * pending dio to finish, which should prevent any directio until the
740          * remap completes.  Multiple concurrent directio writes to the same
741          * region are handled by end_cow processing only occurring for the
742          * threads which succeed; the outcome of multiple overlapping direct
743          * writes is not well defined anyway.
744          *
745          * It's possible that a buffered write and a direct write could collide
746          * here (the buffered write stumbles in after the dio flushes and
747          * invalidates the page cache and immediately queues writeback), but we
748          * have never supported this 100%.  If either disk write succeeds the
749          * blocks will be remapped.
750          */
751         while (end_fsb > offset_fsb && !error)
752                 error = xfs_reflink_end_cow_extent(ip, offset_fsb, &end_fsb);
753
754         if (error)
755                 trace_xfs_reflink_end_cow_error(ip, error, _RET_IP_);
756         return error;
757 }
758
759 /*
760  * Free leftover CoW reservations that didn't get cleaned out.
761  */
762 int
763 xfs_reflink_recover_cow(
764         struct xfs_mount        *mp)
765 {
766         xfs_agnumber_t          agno;
767         int                     error = 0;
768
769         if (!xfs_sb_version_hasreflink(&mp->m_sb))
770                 return 0;
771
772         for (agno = 0; agno < mp->m_sb.sb_agcount; agno++) {
773                 error = xfs_refcount_recover_cow_leftovers(mp, agno);
774                 if (error)
775                         break;
776         }
777
778         return error;
779 }
780
781 /*
782  * Reflinking (Block) Ranges of Two Files Together
783  *
784  * First, ensure that the reflink flag is set on both inodes.  The flag is an
785  * optimization to avoid unnecessary refcount btree lookups in the write path.
786  *
787  * Now we can iteratively remap the range of extents (and holes) in src to the
788  * corresponding ranges in dest.  Let drange and srange denote the ranges of
789  * logical blocks in dest and src touched by the reflink operation.
790  *
791  * While the length of drange is greater than zero,
792  *    - Read src's bmbt at the start of srange ("imap")
793  *    - If imap doesn't exist, make imap appear to start at the end of srange
794  *      with zero length.
795  *    - If imap starts before srange, advance imap to start at srange.
796  *    - If imap goes beyond srange, truncate imap to end at the end of srange.
797  *    - Punch (imap start - srange start + imap len) blocks from dest at
798  *      offset (drange start).
799  *    - If imap points to a real range of pblks,
800  *         > Increase the refcount of the imap's pblks
801  *         > Map imap's pblks into dest at the offset
802  *           (drange start + imap start - srange start)
803  *    - Advance drange and srange by (imap start - srange start + imap len)
804  *
805  * Finally, if the reflink made dest longer, update both the in-core and
806  * on-disk file sizes.
807  *
808  * ASCII Art Demonstration:
809  *
810  * Let's say we want to reflink this source file:
811  *
812  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS (src file)
813  *   <-------------------->
814  *
815  * into this destination file:
816  *
817  * --DDDDDDDDDDDDDDDDDDD--DDD (dest file)
818  *        <-------------------->
819  * '-' means a hole, and 'S' and 'D' are written blocks in the src and dest.
820  * Observe that the range has different logical offsets in either file.
821  *
822  * Consider that the first extent in the source file doesn't line up with our
823  * reflink range.  Unmapping  and remapping are separate operations, so we can
824  * unmap more blocks from the destination file than we remap.
825  *
826  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
827  *   <------->
828  * --DDDDD---------DDDDD--DDD
829  *        <------->
830  *
831  * Now remap the source extent into the destination file:
832  *
833  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
834  *   <------->
835  * --DDDDD--SSSSSSSDDDDD--DDD
836  *        <------->
837  *
838  * Do likewise with the second hole and extent in our range.  Holes in the
839  * unmap range don't affect our operation.
840  *
841  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
842  *            <---->
843  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS-DDD
844  *                 <---->
845  *
846  * Finally, unmap and remap part of the third extent.  This will increase the
847  * size of the destination file.
848  *
849  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
850  *                  <----->
851  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS----SSS
852  *                       <----->
853  *
854  * Once we update the destination file's i_size, we're done.
855  */
856
857 /*
858  * Ensure the reflink bit is set in both inodes.
859  */
860 STATIC int
861 xfs_reflink_set_inode_flag(
862         struct xfs_inode        *src,
863         struct xfs_inode        *dest)
864 {
865         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
866         int                     error;
867         struct xfs_trans        *tp;
868
869         if (xfs_is_reflink_inode(src) && xfs_is_reflink_inode(dest))
870                 return 0;
871
872         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
873         if (error)
874                 goto out_error;
875
876         /* Lock both files against IO */
877         if (src->i_ino == dest->i_ino)
878                 xfs_ilock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
879         else
880                 xfs_lock_two_inodes(src, XFS_ILOCK_EXCL, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
881
882         if (!xfs_is_reflink_inode(src)) {
883                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(src);
884                 xfs_trans_ijoin(tp, src, XFS_ILOCK_EXCL);
885                 src->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
886                 xfs_trans_log_inode(tp, src, XFS_ILOG_CORE);
887                 xfs_ifork_init_cow(src);
888         } else
889                 xfs_iunlock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
890
891         if (src->i_ino == dest->i_ino)
892                 goto commit_flags;
893
894         if (!xfs_is_reflink_inode(dest)) {
895                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(dest);
896                 xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
897                 dest->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
898                 xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
899                 xfs_ifork_init_cow(dest);
900         } else
901                 xfs_iunlock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
902
903 commit_flags:
904         error = xfs_trans_commit(tp);
905         if (error)
906                 goto out_error;
907         return error;
908
909 out_error:
910         trace_xfs_reflink_set_inode_flag_error(dest, error, _RET_IP_);
911         return error;
912 }
913
914 /*
915  * Update destination inode size & cowextsize hint, if necessary.
916  */
917 int
918 xfs_reflink_update_dest(
919         struct xfs_inode        *dest,
920         xfs_off_t               newlen,
921         xfs_extlen_t            cowextsize,
922         unsigned int            remap_flags)
923 {
924         struct xfs_mount        *mp = dest->i_mount;
925         struct xfs_trans        *tp;
926         int                     error;
927
928         if (newlen <= i_size_read(VFS_I(dest)) && cowextsize == 0)
929                 return 0;
930
931         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
932         if (error)
933                 goto out_error;
934
935         xfs_ilock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
936         xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
937
938         if (newlen > i_size_read(VFS_I(dest))) {
939                 trace_xfs_reflink_update_inode_size(dest, newlen);
940                 i_size_write(VFS_I(dest), newlen);
941                 dest->i_d.di_size = newlen;
942         }
943
944         if (cowextsize) {
945                 dest->i_d.di_cowextsize = cowextsize;
946                 dest->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE;
947         }
948
949         xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
950
951         error = xfs_trans_commit(tp);
952         if (error)
953                 goto out_error;
954         return error;
955
956 out_error:
957         trace_xfs_reflink_update_inode_size_error(dest, error, _RET_IP_);
958         return error;
959 }
960
961 /*
962  * Do we have enough reserve in this AG to handle a reflink?  The refcount
963  * btree already reserved all the space it needs, but the rmap btree can grow
964  * infinitely, so we won't allow more reflinks when the AG is down to the
965  * btree reserves.
966  */
967 static int
968 xfs_reflink_ag_has_free_space(
969         struct xfs_mount        *mp,
970         xfs_agnumber_t          agno)
971 {
972         struct xfs_perag        *pag;
973         int                     error = 0;
974
975         if (!xfs_sb_version_hasrmapbt(&mp->m_sb))
976                 return 0;
977
978         pag = xfs_perag_get(mp, agno);
979         if (xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_RMAPBT) ||
980             xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_METADATA))
981                 error = -ENOSPC;
982         xfs_perag_put(pag);
983         return error;
984 }
985
986 /*
987  * Unmap a range of blocks from a file, then map other blocks into the hole.
988  * The range to unmap is (destoff : destoff + srcioff + irec->br_blockcount).
989  * The extent irec is mapped into dest at irec->br_startoff.
990  */
991 STATIC int
992 xfs_reflink_remap_extent(
993         struct xfs_inode        *ip,
994         struct xfs_bmbt_irec    *irec,
995         xfs_fileoff_t           destoff,
996         xfs_off_t               new_isize)
997 {
998         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
999         bool                    real_extent = xfs_bmap_is_real_extent(irec);
1000         struct xfs_trans        *tp;
1001         unsigned int            resblks;
1002         struct xfs_bmbt_irec    uirec;
1003         xfs_filblks_t           rlen;
1004         xfs_filblks_t           unmap_len;
1005         xfs_off_t               newlen;
1006         int                     error;
1007
1008         unmap_len = irec->br_startoff + irec->br_blockcount - destoff;
1009         trace_xfs_reflink_punch_range(ip, destoff, unmap_len);
1010
1011         /* No reflinking if we're low on space */
1012         if (real_extent) {
1013                 error = xfs_reflink_ag_has_free_space(mp,
1014                                 XFS_FSB_TO_AGNO(mp, irec->br_startblock));
1015                 if (error)
1016                         goto out;
1017         }
1018
1019         /* Start a rolling transaction to switch the mappings */
1020         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(ip->i_mount, XFS_DATA_FORK);
1021         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0, 0, &tp);
1022         if (error)
1023                 goto out;
1024
1025         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1026         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
1027
1028         /* If we're not just clearing space, then do we have enough quota? */
1029         if (real_extent) {
1030                 error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip,
1031                                 irec->br_blockcount, 0, XFS_QMOPT_RES_REGBLKS);
1032                 if (error)
1033                         goto out_cancel;
1034         }
1035
1036         trace_xfs_reflink_remap(ip, irec->br_startoff,
1037                                 irec->br_blockcount, irec->br_startblock);
1038
1039         /* Unmap the old blocks in the data fork. */
1040         rlen = unmap_len;
1041         while (rlen) {
1042                 ASSERT(tp->t_firstblock == NULLFSBLOCK);
1043                 error = __xfs_bunmapi(tp, ip, destoff, &rlen, 0, 1);
1044                 if (error)
1045                         goto out_cancel;
1046
1047                 /*
1048                  * Trim the extent to whatever got unmapped.
1049                  * Remember, bunmapi works backwards.
1050                  */
1051                 uirec.br_startblock = irec->br_startblock + rlen;
1052                 uirec.br_startoff = irec->br_startoff + rlen;
1053                 uirec.br_blockcount = unmap_len - rlen;
1054                 uirec.br_state = irec->br_state;
1055                 unmap_len = rlen;
1056
1057                 /* If this isn't a real mapping, we're done. */
1058                 if (!real_extent || uirec.br_blockcount == 0)
1059                         goto next_extent;
1060
1061                 trace_xfs_reflink_remap(ip, uirec.br_startoff,
1062                                 uirec.br_blockcount, uirec.br_startblock);
1063
1064                 /* Update the refcount tree */
1065                 xfs_refcount_increase_extent(tp, &uirec);
1066
1067                 /* Map the new blocks into the data fork. */
1068                 xfs_bmap_map_extent(tp, ip, &uirec);
1069
1070                 /* Update quota accounting. */
1071                 xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_BCOUNT,
1072                                 uirec.br_blockcount);
1073
1074                 /* Update dest isize if needed. */
1075                 newlen = XFS_FSB_TO_B(mp,
1076                                 uirec.br_startoff + uirec.br_blockcount);
1077                 newlen = min_t(xfs_off_t, newlen, new_isize);
1078                 if (newlen > i_size_read(VFS_I(ip))) {
1079                         trace_xfs_reflink_update_inode_size(ip, newlen);
1080                         i_size_write(VFS_I(ip), newlen);
1081                         ip->i_d.di_size = newlen;
1082                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1083                 }
1084
1085 next_extent:
1086                 /* Process all the deferred stuff. */
1087                 error = xfs_defer_finish(&tp);
1088                 if (error)
1089                         goto out_cancel;
1090         }
1091
1092         error = xfs_trans_commit(tp);
1093         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1094         if (error)
1095                 goto out;
1096         return 0;
1097
1098 out_cancel:
1099         xfs_trans_cancel(tp);
1100         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1101 out:
1102         trace_xfs_reflink_remap_extent_error(ip, error, _RET_IP_);
1103         return error;
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Iteratively remap one file's extents (and holes) to another's.
1108  */
1109 int
1110 xfs_reflink_remap_blocks(
1111         struct xfs_inode        *src,
1112         loff_t                  pos_in,
1113         struct xfs_inode        *dest,
1114         loff_t                  pos_out,
1115         loff_t                  remap_len,
1116         loff_t                  *remapped)
1117 {
1118         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1119         xfs_fileoff_t           srcoff;
1120         xfs_fileoff_t           destoff;
1121         xfs_filblks_t           len;
1122         xfs_filblks_t           range_len;
1123         xfs_filblks_t           remapped_len = 0;
1124         xfs_off_t               new_isize = pos_out + remap_len;
1125         int                     nimaps;
1126         int                     error = 0;
1127
1128         destoff = XFS_B_TO_FSBT(src->i_mount, pos_out);
1129         srcoff = XFS_B_TO_FSBT(src->i_mount, pos_in);
1130         len = XFS_B_TO_FSB(src->i_mount, remap_len);
1131
1132         /* drange = (destoff, destoff + len); srange = (srcoff, srcoff + len) */
1133         while (len) {
1134                 uint            lock_mode;
1135
1136                 trace_xfs_reflink_remap_blocks_loop(src, srcoff, len,
1137                                 dest, destoff);
1138
1139                 /* Read extent from the source file */
1140                 nimaps = 1;
1141                 lock_mode = xfs_ilock_data_map_shared(src);
1142                 error = xfs_bmapi_read(src, srcoff, len, &imap, &nimaps, 0);
1143                 xfs_iunlock(src, lock_mode);
1144                 if (error)
1145                         break;
1146                 ASSERT(nimaps == 1);
1147
1148                 trace_xfs_reflink_remap_imap(src, srcoff, len, XFS_DATA_FORK,
1149                                 &imap);
1150
1151                 /* Translate imap into the destination file. */
1152                 range_len = imap.br_startoff + imap.br_blockcount - srcoff;
1153                 imap.br_startoff += destoff - srcoff;
1154
1155                 /* Clear dest from destoff to the end of imap and map it in. */
1156                 error = xfs_reflink_remap_extent(dest, &imap, destoff,
1157                                 new_isize);
1158                 if (error)
1159                         break;
1160
1161                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1162                         error = -EINTR;
1163                         break;
1164                 }
1165
1166                 /* Advance drange/srange */
1167                 srcoff += range_len;
1168                 destoff += range_len;
1169                 len -= range_len;
1170                 remapped_len += range_len;
1171         }
1172
1173         if (error)
1174                 trace_xfs_reflink_remap_blocks_error(dest, error, _RET_IP_);
1175         *remapped = min_t(loff_t, remap_len,
1176                           XFS_FSB_TO_B(src->i_mount, remapped_len));
1177         return error;
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Grab the exclusive iolock for a data copy from src to dest, making sure to
1182  * abide vfs locking order (lowest pointer value goes first) and breaking the
1183  * layout leases before proceeding.  The loop is needed because we cannot call
1184  * the blocking break_layout() with the iolocks held, and therefore have to
1185  * back out both locks.
1186  */
1187 static int
1188 xfs_iolock_two_inodes_and_break_layout(
1189         struct inode            *src,
1190         struct inode            *dest)
1191 {
1192         int                     error;
1193
1194         if (src > dest)
1195                 swap(src, dest);
1196
1197 retry:
1198         /* Wait to break both inodes' layouts before we start locking. */
1199         error = break_layout(src, true);
1200         if (error)
1201                 return error;
1202         if (src != dest) {
1203                 error = break_layout(dest, true);
1204                 if (error)
1205                         return error;
1206         }
1207
1208         /* Lock one inode and make sure nobody got in and leased it. */
1209         inode_lock(src);
1210         error = break_layout(src, false);
1211         if (error) {
1212                 inode_unlock(src);
1213                 if (error == -EWOULDBLOCK)
1214                         goto retry;
1215                 return error;
1216         }
1217
1218         if (src == dest)
1219                 return 0;
1220
1221         /* Lock the other inode and make sure nobody got in and leased it. */
1222         inode_lock_nested(dest, I_MUTEX_NONDIR2);
1223         error = break_layout(dest, false);
1224         if (error) {
1225                 inode_unlock(src);
1226                 inode_unlock(dest);
1227                 if (error == -EWOULDBLOCK)
1228                         goto retry;
1229                 return error;
1230         }
1231
1232         return 0;
1233 }
1234
1235 /* Unlock both inodes after they've been prepped for a range clone. */
1236 void
1237 xfs_reflink_remap_unlock(
1238         struct file             *file_in,
1239         struct file             *file_out)
1240 {
1241         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1242         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1243         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1244         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1245         bool                    same_inode = (inode_in == inode_out);
1246
1247         xfs_iunlock(dest, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1248         if (!same_inode)
1249                 xfs_iunlock(src, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1250         inode_unlock(inode_out);
1251         if (!same_inode)
1252                 inode_unlock(inode_in);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * If we're reflinking to a point past the destination file's EOF, we must
1257  * zero any speculative post-EOF preallocations that sit between the old EOF
1258  * and the destination file offset.
1259  */
1260 static int
1261 xfs_reflink_zero_posteof(
1262         struct xfs_inode        *ip,
1263         loff_t                  pos)
1264 {
1265         loff_t                  isize = i_size_read(VFS_I(ip));
1266
1267         if (pos <= isize)
1268                 return 0;
1269
1270         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, pos - isize);
1271         return iomap_zero_range(VFS_I(ip), isize, pos - isize, NULL,
1272                         &xfs_buffered_write_iomap_ops);
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Prepare two files for range cloning.  Upon a successful return both inodes
1277  * will have the iolock and mmaplock held, the page cache of the out file will
1278  * be truncated, and any leases on the out file will have been broken.  This
1279  * function borrows heavily from xfs_file_aio_write_checks.
1280  *
1281  * The VFS allows partial EOF blocks to "match" for dedupe even though it hasn't
1282  * checked that the bytes beyond EOF physically match. Hence we cannot use the
1283  * EOF block in the source dedupe range because it's not a complete block match,
1284  * hence can introduce a corruption into the file that has it's block replaced.
1285  *
1286  * In similar fashion, the VFS file cloning also allows partial EOF blocks to be
1287  * "block aligned" for the purposes of cloning entire files.  However, if the
1288  * source file range includes the EOF block and it lands within the existing EOF
1289  * of the destination file, then we can expose stale data from beyond the source
1290  * file EOF in the destination file.
1291  *
1292  * XFS doesn't support partial block sharing, so in both cases we have check
1293  * these cases ourselves. For dedupe, we can simply round the length to dedupe
1294  * down to the previous whole block and ignore the partial EOF block. While this
1295  * means we can't dedupe the last block of a file, this is an acceptible
1296  * tradeoff for simplicity on implementation.
1297  *
1298  * For cloning, we want to share the partial EOF block if it is also the new EOF
1299  * block of the destination file. If the partial EOF block lies inside the
1300  * existing destination EOF, then we have to abort the clone to avoid exposing
1301  * stale data in the destination file. Hence we reject these clone attempts with
1302  * -EINVAL in this case.
1303  */
1304 int
1305 xfs_reflink_remap_prep(
1306         struct file             *file_in,
1307         loff_t                  pos_in,
1308         struct file             *file_out,
1309         loff_t                  pos_out,
1310         loff_t                  *len,
1311         unsigned int            remap_flags)
1312 {
1313         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1314         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1315         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1316         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1317         bool                    same_inode = (inode_in == inode_out);
1318         ssize_t                 ret;
1319
1320         /* Lock both files against IO */
1321         ret = xfs_iolock_two_inodes_and_break_layout(inode_in, inode_out);
1322         if (ret)
1323                 return ret;
1324         if (same_inode)
1325                 xfs_ilock(src, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1326         else
1327                 xfs_lock_two_inodes(src, XFS_MMAPLOCK_EXCL, dest,
1328                                 XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1329
1330         /* Check file eligibility and prepare for block sharing. */
1331         ret = -EINVAL;
1332         /* Don't reflink realtime inodes */
1333         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(src) || XFS_IS_REALTIME_INODE(dest))
1334                 goto out_unlock;
1335
1336         /* Don't share DAX file data for now. */
1337         if (IS_DAX(inode_in) || IS_DAX(inode_out))
1338                 goto out_unlock;
1339
1340         ret = generic_remap_file_range_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1341                         len, remap_flags);
1342         if (ret < 0 || *len == 0)
1343                 goto out_unlock;
1344
1345         /* Attach dquots to dest inode before changing block map */
1346         ret = xfs_qm_dqattach(dest);
1347         if (ret)
1348                 goto out_unlock;
1349
1350         /*
1351          * Zero existing post-eof speculative preallocations in the destination
1352          * file.
1353          */
1354         ret = xfs_reflink_zero_posteof(dest, pos_out);
1355         if (ret)
1356                 goto out_unlock;
1357
1358         /* Set flags and remap blocks. */
1359         ret = xfs_reflink_set_inode_flag(src, dest);
1360         if (ret)
1361                 goto out_unlock;
1362
1363         /*
1364          * If pos_out > EOF, we may have dirtied blocks between EOF and
1365          * pos_out. In that case, we need to extend the flush and unmap to cover
1366          * from EOF to the end of the copy length.
1367          */
1368         if (pos_out > XFS_ISIZE(dest)) {
1369                 loff_t  flen = *len + (pos_out - XFS_ISIZE(dest));
1370                 ret = xfs_flush_unmap_range(dest, XFS_ISIZE(dest), flen);
1371         } else {
1372                 ret = xfs_flush_unmap_range(dest, pos_out, *len);
1373         }
1374         if (ret)
1375                 goto out_unlock;
1376
1377         return 1;
1378 out_unlock:
1379         xfs_reflink_remap_unlock(file_in, file_out);
1380         return ret;
1381 }
1382
1383 /* Does this inode need the reflink flag? */
1384 int
1385 xfs_reflink_inode_has_shared_extents(
1386         struct xfs_trans                *tp,
1387         struct xfs_inode                *ip,
1388         bool                            *has_shared)
1389 {
1390         struct xfs_bmbt_irec            got;
1391         struct xfs_mount                *mp = ip->i_mount;
1392         struct xfs_ifork                *ifp;
1393         xfs_agnumber_t                  agno;
1394         xfs_agblock_t                   agbno;
1395         xfs_extlen_t                    aglen;
1396         xfs_agblock_t                   rbno;
1397         xfs_extlen_t                    rlen;
1398         struct xfs_iext_cursor          icur;
1399         bool                            found;
1400         int                             error;
1401
1402         ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
1403         if (!(ifp->if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
1404                 error = xfs_iread_extents(tp, ip, XFS_DATA_FORK);
1405                 if (error)
1406                         return error;
1407         }
1408
1409         *has_shared = false;
1410         found = xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, 0, &icur, &got);
1411         while (found) {
1412                 if (isnullstartblock(got.br_startblock) ||
1413                     got.br_state != XFS_EXT_NORM)
1414                         goto next;
1415                 agno = XFS_FSB_TO_AGNO(mp, got.br_startblock);
1416                 agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(mp, got.br_startblock);
1417                 aglen = got.br_blockcount;
1418
1419                 error = xfs_reflink_find_shared(mp, tp, agno, agbno, aglen,
1420                                 &rbno, &rlen, false);
1421                 if (error)
1422                         return error;
1423                 /* Is there still a shared block here? */
1424                 if (rbno != NULLAGBLOCK) {
1425                         *has_shared = true;
1426                         return 0;
1427                 }
1428 next:
1429                 found = xfs_iext_next_extent(ifp, &icur, &got);
1430         }
1431
1432         return 0;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Clear the inode reflink flag if there are no shared extents.
1437  *
1438  * The caller is responsible for joining the inode to the transaction passed in.
1439  * The inode will be joined to the transaction that is returned to the caller.
1440  */
1441 int
1442 xfs_reflink_clear_inode_flag(
1443         struct xfs_inode        *ip,
1444         struct xfs_trans        **tpp)
1445 {
1446         bool                    needs_flag;
1447         int                     error = 0;
1448
1449         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
1450
1451         error = xfs_reflink_inode_has_shared_extents(*tpp, ip, &needs_flag);
1452         if (error || needs_flag)
1453                 return error;
1454
1455         /*
1456          * We didn't find any shared blocks so turn off the reflink flag.
1457          * First, get rid of any leftover CoW mappings.
1458          */
1459         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, tpp, 0, XFS_MAX_FILEOFF,
1460                         true);
1461         if (error)
1462                 return error;
1463
1464         /* Clear the inode flag. */
1465         trace_xfs_reflink_unset_inode_flag(ip);
1466         ip->i_d.di_flags2 &= ~XFS_DIFLAG2_REFLINK;
1467         xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
1468         xfs_trans_log_inode(*tpp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1469
1470         return error;
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Clear the inode reflink flag if there are no shared extents and the size
1475  * hasn't changed.
1476  */
1477 STATIC int
1478 xfs_reflink_try_clear_inode_flag(
1479         struct xfs_inode        *ip)
1480 {
1481         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1482         struct xfs_trans        *tp;
1483         int                     error = 0;
1484
1485         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
1486         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0, 0, 0, &tp);
1487         if (error)
1488                 return error;
1489
1490         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1491         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
1492
1493         error = xfs_reflink_clear_inode_flag(ip, &tp);
1494         if (error)
1495                 goto cancel;
1496
1497         error = xfs_trans_commit(tp);
1498         if (error)
1499                 goto out;
1500
1501         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1502         return 0;
1503 cancel:
1504         xfs_trans_cancel(tp);
1505 out:
1506         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1507         return error;
1508 }
1509
1510 /*
1511  * Pre-COW all shared blocks within a given byte range of a file and turn off
1512  * the reflink flag if we unshare all of the file's blocks.
1513  */
1514 int
1515 xfs_reflink_unshare(
1516         struct xfs_inode        *ip,
1517         xfs_off_t               offset,
1518         xfs_off_t               len)
1519 {
1520         struct inode            *inode = VFS_I(ip);
1521         int                     error;
1522
1523         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
1524                 return 0;
1525
1526         trace_xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
1527
1528         inode_dio_wait(inode);
1529
1530         error = iomap_file_unshare(inode, offset, len,
1531                         &xfs_buffered_write_iomap_ops);
1532         if (error)
1533                 goto out;
1534         error = filemap_write_and_wait(inode->i_mapping);
1535         if (error)
1536                 goto out;
1537
1538         /* Turn off the reflink flag if possible. */
1539         error = xfs_reflink_try_clear_inode_flag(ip);
1540         if (error)
1541                 goto out;
1542         return 0;
1543
1544 out:
1545         trace_xfs_reflink_unshare_error(ip, error, _RET_IP_);
1546         return error;
1547 }