06682128d8fae61d978bf3e35b7f7e5356a4ecdf
[platform/kernel/linux-rpi.git] / fs / btrfs / reflink.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 #include <linux/blkdev.h>
4 #include <linux/iversion.h>
5 #include "compression.h"
6 #include "ctree.h"
7 #include "delalloc-space.h"
8 #include "reflink.h"
9 #include "transaction.h"
10
11 #define BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN    SZ_16M
12
13 static int clone_finish_inode_update(struct btrfs_trans_handle *trans,
14                                      struct inode *inode,
15                                      u64 endoff,
16                                      const u64 destoff,
17                                      const u64 olen,
18                                      int no_time_update)
19 {
20         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
21         int ret;
22
23         inode_inc_iversion(inode);
24         if (!no_time_update)
25                 inode->i_mtime = inode->i_ctime = current_time(inode);
26         /*
27          * We round up to the block size at eof when determining which
28          * extents to clone above, but shouldn't round up the file size.
29          */
30         if (endoff > destoff + olen)
31                 endoff = destoff + olen;
32         if (endoff > inode->i_size) {
33                 i_size_write(inode, endoff);
34                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
35         }
36
37         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
38         if (ret) {
39                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
40                 btrfs_end_transaction(trans);
41                 goto out;
42         }
43         ret = btrfs_end_transaction(trans);
44 out:
45         return ret;
46 }
47
48 static int copy_inline_to_page(struct btrfs_inode *inode,
49                                const u64 file_offset,
50                                char *inline_data,
51                                const u64 size,
52                                const u64 datal,
53                                const u8 comp_type)
54 {
55         const u64 block_size = btrfs_inode_sectorsize(inode);
56         const u64 range_end = file_offset + block_size - 1;
57         const size_t inline_size = size - btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
58         char *data_start = inline_data + btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
59         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
60         struct page *page = NULL;
61         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
62         int ret;
63
64         ASSERT(IS_ALIGNED(file_offset, block_size));
65
66         /*
67          * We have flushed and locked the ranges of the source and destination
68          * inodes, we also have locked the inodes, so we are safe to do a
69          * reservation here. Also we must not do the reservation while holding
70          * a transaction open, otherwise we would deadlock.
71          */
72         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, file_offset,
73                                            block_size);
74         if (ret)
75                 goto out;
76
77         page = find_or_create_page(mapping, file_offset >> PAGE_SHIFT,
78                                    btrfs_alloc_write_mask(mapping));
79         if (!page) {
80                 ret = -ENOMEM;
81                 goto out_unlock;
82         }
83
84         ret = set_page_extent_mapped(page);
85         if (ret < 0)
86                 goto out_unlock;
87
88         clear_extent_bit(&inode->io_tree, file_offset, range_end,
89                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
90                          0, 0, NULL);
91         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, file_offset, range_end, 0, NULL);
92         if (ret)
93                 goto out_unlock;
94
95         /*
96          * After dirtying the page our caller will need to start a transaction,
97          * and if we are low on metadata free space, that can cause flushing of
98          * delalloc for all inodes in order to get metadata space released.
99          * However we are holding the range locked for the whole duration of
100          * the clone/dedupe operation, so we may deadlock if that happens and no
101          * other task releases enough space. So mark this inode as not being
102          * possible to flush to avoid such deadlock. We will clear that flag
103          * when we finish cloning all extents, since a transaction is started
104          * after finding each extent to clone.
105          */
106         set_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &inode->runtime_flags);
107
108         if (comp_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
109                 memcpy_to_page(page, 0, data_start, datal);
110                 flush_dcache_page(page);
111         } else {
112                 ret = btrfs_decompress(comp_type, data_start, page, 0,
113                                        inline_size, datal);
114                 if (ret)
115                         goto out_unlock;
116                 flush_dcache_page(page);
117         }
118
119         /*
120          * If our inline data is smaller then the block/page size, then the
121          * remaining of the block/page is equivalent to zeroes. We had something
122          * like the following done:
123          *
124          * $ xfs_io -f -c "pwrite -S 0xab 0 500" file
125          * $ sync  # (or fsync)
126          * $ xfs_io -c "falloc 0 4K" file
127          * $ xfs_io -c "pwrite -S 0xcd 4K 4K"
128          *
129          * So what's in the range [500, 4095] corresponds to zeroes.
130          */
131         if (datal < block_size) {
132                 char *map;
133
134                 map = kmap(page);
135                 memset(map + datal, 0, block_size - datal);
136                 flush_dcache_page(page);
137                 kunmap(page);
138         }
139
140         SetPageUptodate(page);
141         ClearPageChecked(page);
142         set_page_dirty(page);
143 out_unlock:
144         if (page) {
145                 unlock_page(page);
146                 put_page(page);
147         }
148         if (ret)
149                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, file_offset,
150                                              block_size, true);
151         btrfs_delalloc_release_extents(inode, block_size);
152 out:
153         extent_changeset_free(data_reserved);
154
155         return ret;
156 }
157
158 /*
159  * Deal with cloning of inline extents. We try to copy the inline extent from
160  * the source inode to destination inode when possible. When not possible we
161  * copy the inline extent's data into the respective page of the inode.
162  */
163 static int clone_copy_inline_extent(struct inode *dst,
164                                     struct btrfs_path *path,
165                                     struct btrfs_key *new_key,
166                                     const u64 drop_start,
167                                     const u64 datal,
168                                     const u64 size,
169                                     const u8 comp_type,
170                                     char *inline_data,
171                                     struct btrfs_trans_handle **trans_out)
172 {
173         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dst->i_sb);
174         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dst)->root;
175         const u64 aligned_end = ALIGN(new_key->offset + datal,
176                                       fs_info->sectorsize);
177         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
178         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
179         int ret;
180         struct btrfs_key key;
181
182         if (new_key->offset > 0) {
183                 ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
184                                           inline_data, size, datal, comp_type);
185                 goto out;
186         }
187
188         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(dst));
189         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
190         key.offset = 0;
191         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
192         if (ret < 0) {
193                 return ret;
194         } else if (ret > 0) {
195                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
196                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
197                         if (ret < 0)
198                                 return ret;
199                         else if (ret > 0)
200                                 goto copy_inline_extent;
201                 }
202                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
203                 if (key.objectid == btrfs_ino(BTRFS_I(dst)) &&
204                     key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
205                         /*
206                          * There's an implicit hole at file offset 0, copy the
207                          * inline extent's data to the page.
208                          */
209                         ASSERT(key.offset > 0);
210                         ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
211                                                   inline_data, size, datal,
212                                                   comp_type);
213                         goto out;
214                 }
215         } else if (i_size_read(dst) <= datal) {
216                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
217
218                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
219                                     struct btrfs_file_extent_item);
220                 /*
221                  * If it's an inline extent replace it with the source inline
222                  * extent, otherwise copy the source inline extent data into
223                  * the respective page at the destination inode.
224                  */
225                 if (btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei) ==
226                     BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
227                         goto copy_inline_extent;
228
229                 ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
230                                           inline_data, size, datal, comp_type);
231                 goto out;
232         }
233
234 copy_inline_extent:
235         ret = 0;
236         /*
237          * We have no extent items, or we have an extent at offset 0 which may
238          * or may not be inlined. All these cases are dealt the same way.
239          */
240         if (i_size_read(dst) > datal) {
241                 /*
242                  * At the destination offset 0 we have either a hole, a regular
243                  * extent or an inline extent larger then the one we want to
244                  * clone. Deal with all these cases by copying the inline extent
245                  * data into the respective page at the destination inode.
246                  */
247                 ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
248                                           inline_data, size, datal, comp_type);
249                 goto out;
250         }
251
252         btrfs_release_path(path);
253         /*
254          * If we end up here it means were copy the inline extent into a leaf
255          * of the destination inode. We know we will drop or adjust at most one
256          * extent item in the destination root.
257          *
258          * 1 unit - adjusting old extent (we may have to split it)
259          * 1 unit - add new extent
260          * 1 unit - inode update
261          */
262         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
263         if (IS_ERR(trans)) {
264                 ret = PTR_ERR(trans);
265                 trans = NULL;
266                 goto out;
267         }
268         drop_args.path = path;
269         drop_args.start = drop_start;
270         drop_args.end = aligned_end;
271         drop_args.drop_cache = true;
272         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, BTRFS_I(dst), &drop_args);
273         if (ret)
274                 goto out;
275         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, new_key, size);
276         if (ret)
277                 goto out;
278
279         write_extent_buffer(path->nodes[0], inline_data,
280                             btrfs_item_ptr_offset(path->nodes[0],
281                                                   path->slots[0]),
282                             size);
283         btrfs_update_inode_bytes(BTRFS_I(dst), datal, drop_args.bytes_found);
284         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC, &BTRFS_I(dst)->runtime_flags);
285         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(dst), 0, aligned_end);
286 out:
287         if (!ret && !trans) {
288                 /*
289                  * Release path before starting a new transaction so we don't
290                  * hold locks that would confuse lockdep.
291                  */
292                 btrfs_release_path(path);
293                 /*
294                  * No transaction here means we copied the inline extent into a
295                  * page of the destination inode.
296                  *
297                  * 1 unit to update inode item
298                  */
299                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
300                 if (IS_ERR(trans)) {
301                         ret = PTR_ERR(trans);
302                         trans = NULL;
303                 }
304         }
305         if (ret && trans) {
306                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
307                 btrfs_end_transaction(trans);
308         }
309         if (!ret)
310                 *trans_out = trans;
311
312         return ret;
313 }
314
315 /**
316  * btrfs_clone() - clone a range from inode file to another
317  *
318  * @src: Inode to clone from
319  * @inode: Inode to clone to
320  * @off: Offset within source to start clone from
321  * @olen: Original length, passed by user, of range to clone
322  * @olen_aligned: Block-aligned value of olen
323  * @destoff: Offset within @inode to start clone
324  * @no_time_update: Whether to update mtime/ctime on the target inode
325  */
326 static int btrfs_clone(struct inode *src, struct inode *inode,
327                        const u64 off, const u64 olen, const u64 olen_aligned,
328                        const u64 destoff, int no_time_update)
329 {
330         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
331         struct btrfs_path *path = NULL;
332         struct extent_buffer *leaf;
333         struct btrfs_trans_handle *trans;
334         char *buf = NULL;
335         struct btrfs_key key;
336         u32 nritems;
337         int slot;
338         int ret;
339         const u64 len = olen_aligned;
340         u64 last_dest_end = destoff;
341
342         ret = -ENOMEM;
343         buf = kvmalloc(fs_info->nodesize, GFP_KERNEL);
344         if (!buf)
345                 return ret;
346
347         path = btrfs_alloc_path();
348         if (!path) {
349                 kvfree(buf);
350                 return ret;
351         }
352
353         path->reada = READA_FORWARD;
354         /* Clone data */
355         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(src));
356         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
357         key.offset = off;
358
359         while (1) {
360                 u64 next_key_min_offset = key.offset + 1;
361                 struct btrfs_file_extent_item *extent;
362                 u64 extent_gen;
363                 int type;
364                 u32 size;
365                 struct btrfs_key new_key;
366                 u64 disko = 0, diskl = 0;
367                 u64 datao = 0, datal = 0;
368                 u8 comp;
369                 u64 drop_start;
370
371                 /* Note the key will change type as we walk through the tree */
372                 ret = btrfs_search_slot(NULL, BTRFS_I(src)->root, &key, path,
373                                 0, 0);
374                 if (ret < 0)
375                         goto out;
376                 /*
377                  * First search, if no extent item that starts at offset off was
378                  * found but the previous item is an extent item, it's possible
379                  * it might overlap our target range, therefore process it.
380                  */
381                 if (key.offset == off && ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
382                         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key,
383                                               path->slots[0] - 1);
384                         if (key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
385                                 path->slots[0]--;
386                 }
387
388                 nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
389 process_slot:
390                 if (path->slots[0] >= nritems) {
391                         ret = btrfs_next_leaf(BTRFS_I(src)->root, path);
392                         if (ret < 0)
393                                 goto out;
394                         if (ret > 0)
395                                 break;
396                         nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
397                 }
398                 leaf = path->nodes[0];
399                 slot = path->slots[0];
400
401                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
402                 if (key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
403                     key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(src)))
404                         break;
405
406                 ASSERT(key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
407
408                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
409                                         struct btrfs_file_extent_item);
410                 extent_gen = btrfs_file_extent_generation(leaf, extent);
411                 comp = btrfs_file_extent_compression(leaf, extent);
412                 type = btrfs_file_extent_type(leaf, extent);
413                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
414                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
415                         disko = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, extent);
416                         diskl = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, extent);
417                         datao = btrfs_file_extent_offset(leaf, extent);
418                         datal = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, extent);
419                 } else if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
420                         /* Take upper bound, may be compressed */
421                         datal = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, extent);
422                 }
423
424                 /*
425                  * The first search might have left us at an extent item that
426                  * ends before our target range's start, can happen if we have
427                  * holes and NO_HOLES feature enabled.
428                  */
429                 if (key.offset + datal <= off) {
430                         path->slots[0]++;
431                         goto process_slot;
432                 } else if (key.offset >= off + len) {
433                         break;
434                 }
435                 next_key_min_offset = key.offset + datal;
436                 size = btrfs_item_size_nr(leaf, slot);
437                 read_extent_buffer(leaf, buf, btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot),
438                                    size);
439
440                 btrfs_release_path(path);
441
442                 memcpy(&new_key, &key, sizeof(new_key));
443                 new_key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
444                 if (off <= key.offset)
445                         new_key.offset = key.offset + destoff - off;
446                 else
447                         new_key.offset = destoff;
448
449                 /*
450                  * Deal with a hole that doesn't have an extent item that
451                  * represents it (NO_HOLES feature enabled).
452                  * This hole is either in the middle of the cloning range or at
453                  * the beginning (fully overlaps it or partially overlaps it).
454                  */
455                 if (new_key.offset != last_dest_end)
456                         drop_start = last_dest_end;
457                 else
458                         drop_start = new_key.offset;
459
460                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
461                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
462                         struct btrfs_replace_extent_info clone_info;
463
464                         /*
465                          *    a  | --- range to clone ---|  b
466                          * | ------------- extent ------------- |
467                          */
468
469                         /* Subtract range b */
470                         if (key.offset + datal > off + len)
471                                 datal = off + len - key.offset;
472
473                         /* Subtract range a */
474                         if (off > key.offset) {
475                                 datao += off - key.offset;
476                                 datal -= off - key.offset;
477                         }
478
479                         clone_info.disk_offset = disko;
480                         clone_info.disk_len = diskl;
481                         clone_info.data_offset = datao;
482                         clone_info.data_len = datal;
483                         clone_info.file_offset = new_key.offset;
484                         clone_info.extent_buf = buf;
485                         clone_info.is_new_extent = false;
486                         ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path,
487                                         drop_start, new_key.offset + datal - 1,
488                                         &clone_info, &trans);
489                         if (ret)
490                                 goto out;
491                 } else if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
492                         /*
493                          * Inline extents always have to start at file offset 0
494                          * and can never be bigger then the sector size. We can
495                          * never clone only parts of an inline extent, since all
496                          * reflink operations must start at a sector size aligned
497                          * offset, and the length must be aligned too or end at
498                          * the i_size (which implies the whole inlined data).
499                          */
500                         ASSERT(key.offset == 0);
501                         ASSERT(datal <= fs_info->sectorsize);
502                         if (key.offset != 0 || datal > fs_info->sectorsize)
503                                 return -EUCLEAN;
504
505                         ret = clone_copy_inline_extent(inode, path, &new_key,
506                                                        drop_start, datal, size,
507                                                        comp, buf, &trans);
508                         if (ret)
509                                 goto out;
510                 }
511
512                 btrfs_release_path(path);
513
514                 /*
515                  * If this is a new extent update the last_reflink_trans of both
516                  * inodes. This is used by fsync to make sure it does not log
517                  * multiple checksum items with overlapping ranges. For older
518                  * extents we don't need to do it since inode logging skips the
519                  * checksums for older extents. Also ignore holes and inline
520                  * extents because they don't have checksums in the csum tree.
521                  */
522                 if (extent_gen == trans->transid && disko > 0) {
523                         BTRFS_I(src)->last_reflink_trans = trans->transid;
524                         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = trans->transid;
525                 }
526
527                 last_dest_end = ALIGN(new_key.offset + datal,
528                                       fs_info->sectorsize);
529                 ret = clone_finish_inode_update(trans, inode, last_dest_end,
530                                                 destoff, olen, no_time_update);
531                 if (ret)
532                         goto out;
533                 if (new_key.offset + datal >= destoff + len)
534                         break;
535
536                 btrfs_release_path(path);
537                 key.offset = next_key_min_offset;
538
539                 if (fatal_signal_pending(current)) {
540                         ret = -EINTR;
541                         goto out;
542                 }
543
544                 cond_resched();
545         }
546         ret = 0;
547
548         if (last_dest_end < destoff + len) {
549                 /*
550                  * We have an implicit hole that fully or partially overlaps our
551                  * cloning range at its end. This means that we either have the
552                  * NO_HOLES feature enabled or the implicit hole happened due to
553                  * mixing buffered and direct IO writes against this file.
554                  */
555                 btrfs_release_path(path);
556
557                 /*
558                  * When using NO_HOLES and we are cloning a range that covers
559                  * only a hole (no extents) into a range beyond the current
560                  * i_size, punching a hole in the target range will not create
561                  * an extent map defining a hole, because the range starts at or
562                  * beyond current i_size. If the file previously had an i_size
563                  * greater than the new i_size set by this clone operation, we
564                  * need to make sure the next fsync is a full fsync, so that it
565                  * detects and logs a hole covering a range from the current
566                  * i_size to the new i_size. If the clone range covers extents,
567                  * besides a hole, then we know the full sync flag was already
568                  * set by previous calls to btrfs_replace_file_extents() that
569                  * replaced file extent items.
570                  */
571                 if (last_dest_end >= i_size_read(inode))
572                         set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
573                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
574
575                 ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path,
576                                 last_dest_end, destoff + len - 1, NULL, &trans);
577                 if (ret)
578                         goto out;
579
580                 ret = clone_finish_inode_update(trans, inode, destoff + len,
581                                                 destoff, olen, no_time_update);
582         }
583
584 out:
585         btrfs_free_path(path);
586         kvfree(buf);
587         clear_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
588
589         return ret;
590 }
591
592 static void btrfs_double_extent_unlock(struct inode *inode1, u64 loff1,
593                                        struct inode *inode2, u64 loff2, u64 len)
594 {
595         unlock_extent(&BTRFS_I(inode1)->io_tree, loff1, loff1 + len - 1);
596         unlock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, loff2 + len - 1);
597 }
598
599 static void btrfs_double_extent_lock(struct inode *inode1, u64 loff1,
600                                      struct inode *inode2, u64 loff2, u64 len)
601 {
602         if (inode1 < inode2) {
603                 swap(inode1, inode2);
604                 swap(loff1, loff2);
605         } else if (inode1 == inode2 && loff2 < loff1) {
606                 swap(loff1, loff2);
607         }
608         lock_extent(&BTRFS_I(inode1)->io_tree, loff1, loff1 + len - 1);
609         lock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, loff2 + len - 1);
610 }
611
612 static void btrfs_double_mmap_lock(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
613 {
614         if (inode1 < inode2)
615                 swap(inode1, inode2);
616         down_write(&BTRFS_I(inode1)->i_mmap_lock);
617         down_write_nested(&BTRFS_I(inode2)->i_mmap_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
618 }
619
620 static void btrfs_double_mmap_unlock(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
621 {
622         up_write(&BTRFS_I(inode1)->i_mmap_lock);
623         up_write(&BTRFS_I(inode2)->i_mmap_lock);
624 }
625
626 static int btrfs_extent_same_range(struct inode *src, u64 loff, u64 len,
627                                    struct inode *dst, u64 dst_loff)
628 {
629         const u64 bs = BTRFS_I(src)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
630         int ret;
631
632         /*
633          * Lock destination range to serialize with concurrent readpages() and
634          * source range to serialize with relocation.
635          */
636         btrfs_double_extent_lock(src, loff, dst, dst_loff, len);
637         ret = btrfs_clone(src, dst, loff, len, ALIGN(len, bs), dst_loff, 1);
638         btrfs_double_extent_unlock(src, loff, dst, dst_loff, len);
639
640         return ret;
641 }
642
643 static int btrfs_extent_same(struct inode *src, u64 loff, u64 olen,
644                              struct inode *dst, u64 dst_loff)
645 {
646         int ret;
647         u64 i, tail_len, chunk_count;
648         struct btrfs_root *root_dst = BTRFS_I(dst)->root;
649
650         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
651         if (root_dst->send_in_progress) {
652                 btrfs_warn_rl(root_dst->fs_info,
653 "cannot deduplicate to root %llu while send operations are using it (%d in progress)",
654                               root_dst->root_key.objectid,
655                               root_dst->send_in_progress);
656                 spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
657                 return -EAGAIN;
658         }
659         root_dst->dedupe_in_progress++;
660         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
661
662         tail_len = olen % BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
663         chunk_count = div_u64(olen, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN);
664
665         for (i = 0; i < chunk_count; i++) {
666                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN,
667                                               dst, dst_loff);
668                 if (ret)
669                         goto out;
670
671                 loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
672                 dst_loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
673         }
674
675         if (tail_len > 0)
676                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, tail_len, dst, dst_loff);
677 out:
678         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
679         root_dst->dedupe_in_progress--;
680         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
681
682         return ret;
683 }
684
685 static noinline int btrfs_clone_files(struct file *file, struct file *file_src,
686                                         u64 off, u64 olen, u64 destoff)
687 {
688         struct inode *inode = file_inode(file);
689         struct inode *src = file_inode(file_src);
690         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
691         int ret;
692         int wb_ret;
693         u64 len = olen;
694         u64 bs = fs_info->sb->s_blocksize;
695
696         /*
697          * VFS's generic_remap_file_range_prep() protects us from cloning the
698          * eof block into the middle of a file, which would result in corruption
699          * if the file size is not blocksize aligned. So we don't need to check
700          * for that case here.
701          */
702         if (off + len == src->i_size)
703                 len = ALIGN(src->i_size, bs) - off;
704
705         if (destoff > inode->i_size) {
706                 const u64 wb_start = ALIGN_DOWN(inode->i_size, bs);
707
708                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), inode->i_size, destoff);
709                 if (ret)
710                         return ret;
711                 /*
712                  * We may have truncated the last block if the inode's size is
713                  * not sector size aligned, so we need to wait for writeback to
714                  * complete before proceeding further, otherwise we can race
715                  * with cloning and attempt to increment a reference to an
716                  * extent that no longer exists (writeback completed right after
717                  * we found the previous extent covering eof and before we
718                  * attempted to increment its reference count).
719                  */
720                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, wb_start,
721                                                destoff - wb_start);
722                 if (ret)
723                         return ret;
724         }
725
726         /*
727          * Lock destination range to serialize with concurrent readpages() and
728          * source range to serialize with relocation.
729          */
730         btrfs_double_extent_lock(src, off, inode, destoff, len);
731         ret = btrfs_clone(src, inode, off, olen, len, destoff, 0);
732         btrfs_double_extent_unlock(src, off, inode, destoff, len);
733
734         /*
735          * We may have copied an inline extent into a page of the destination
736          * range, so wait for writeback to complete before truncating pages
737          * from the page cache. This is a rare case.
738          */
739         wb_ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, destoff, len);
740         ret = ret ? ret : wb_ret;
741         /*
742          * Truncate page cache pages so that future reads will see the cloned
743          * data immediately and not the previous data.
744          */
745         truncate_inode_pages_range(&inode->i_data,
746                                 round_down(destoff, PAGE_SIZE),
747                                 round_up(destoff + len, PAGE_SIZE) - 1);
748
749         return ret;
750 }
751
752 static int btrfs_remap_file_range_prep(struct file *file_in, loff_t pos_in,
753                                        struct file *file_out, loff_t pos_out,
754                                        loff_t *len, unsigned int remap_flags)
755 {
756         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
757         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
758         u64 bs = BTRFS_I(inode_out)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
759         bool same_inode = inode_out == inode_in;
760         u64 wb_len;
761         int ret;
762
763         if (!(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)) {
764                 struct btrfs_root *root_out = BTRFS_I(inode_out)->root;
765
766                 if (btrfs_root_readonly(root_out))
767                         return -EROFS;
768
769                 if (file_in->f_path.mnt != file_out->f_path.mnt ||
770                     inode_in->i_sb != inode_out->i_sb)
771                         return -EXDEV;
772         }
773
774         /* Don't make the dst file partly checksummed */
775         if ((BTRFS_I(inode_in)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) !=
776             (BTRFS_I(inode_out)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
777                 return -EINVAL;
778         }
779
780         /*
781          * Now that the inodes are locked, we need to start writeback ourselves
782          * and can not rely on the writeback from the VFS's generic helper
783          * generic_remap_file_range_prep() because:
784          *
785          * 1) For compression we must call filemap_fdatawrite_range() range
786          *    twice (btrfs_fdatawrite_range() does it for us), and the generic
787          *    helper only calls it once;
788          *
789          * 2) filemap_fdatawrite_range(), called by the generic helper only
790          *    waits for the writeback to complete, i.e. for IO to be done, and
791          *    not for the ordered extents to complete. We need to wait for them
792          *    to complete so that new file extent items are in the fs tree.
793          */
794         if (*len == 0 && !(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP))
795                 wb_len = ALIGN(inode_in->i_size, bs) - ALIGN_DOWN(pos_in, bs);
796         else
797                 wb_len = ALIGN(*len, bs);
798
799         /*
800          * Since we don't lock ranges, wait for ongoing lockless dio writes (as
801          * any in progress could create its ordered extents after we wait for
802          * existing ordered extents below).
803          */
804         inode_dio_wait(inode_in);
805         if (!same_inode)
806                 inode_dio_wait(inode_out);
807
808         /*
809          * Workaround to make sure NOCOW buffered write reach disk as NOCOW.
810          *
811          * Btrfs' back references do not have a block level granularity, they
812          * work at the whole extent level.
813          * NOCOW buffered write without data space reserved may not be able
814          * to fall back to CoW due to lack of data space, thus could cause
815          * data loss.
816          *
817          * Here we take a shortcut by flushing the whole inode, so that all
818          * nocow write should reach disk as nocow before we increase the
819          * reference of the extent. We could do better by only flushing NOCOW
820          * data, but that needs extra accounting.
821          *
822          * Also we don't need to check ASYNC_EXTENT, as async extent will be
823          * CoWed anyway, not affecting nocow part.
824          */
825         ret = filemap_flush(inode_in->i_mapping);
826         if (ret < 0)
827                 return ret;
828
829         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_in, ALIGN_DOWN(pos_in, bs),
830                                        wb_len);
831         if (ret < 0)
832                 return ret;
833         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_out, ALIGN_DOWN(pos_out, bs),
834                                        wb_len);
835         if (ret < 0)
836                 return ret;
837
838         return generic_remap_file_range_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
839                                             len, remap_flags);
840 }
841
842 static bool file_sync_write(const struct file *file)
843 {
844         if (file->f_flags & (__O_SYNC | O_DSYNC))
845                 return true;
846         if (IS_SYNC(file_inode(file)))
847                 return true;
848
849         return false;
850 }
851
852 loff_t btrfs_remap_file_range(struct file *src_file, loff_t off,
853                 struct file *dst_file, loff_t destoff, loff_t len,
854                 unsigned int remap_flags)
855 {
856         struct inode *src_inode = file_inode(src_file);
857         struct inode *dst_inode = file_inode(dst_file);
858         bool same_inode = dst_inode == src_inode;
859         int ret;
860
861         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
862                 return -EINVAL;
863
864         if (same_inode) {
865                 btrfs_inode_lock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
866         } else {
867                 lock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
868                 btrfs_double_mmap_lock(src_inode, dst_inode);
869         }
870
871         ret = btrfs_remap_file_range_prep(src_file, off, dst_file, destoff,
872                                           &len, remap_flags);
873         if (ret < 0 || len == 0)
874                 goto out_unlock;
875
876         if (remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)
877                 ret = btrfs_extent_same(src_inode, off, len, dst_inode, destoff);
878         else
879                 ret = btrfs_clone_files(dst_file, src_file, off, len, destoff);
880
881 out_unlock:
882         if (same_inode) {
883                 btrfs_inode_unlock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
884         } else {
885                 btrfs_double_mmap_unlock(src_inode, dst_inode);
886                 unlock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
887         }
888
889         /*
890          * If either the source or the destination file was opened with O_SYNC,
891          * O_DSYNC or has the S_SYNC attribute, fsync both the destination and
892          * source files/ranges, so that after a successful return (0) followed
893          * by a power failure results in the reflinked data to be readable from
894          * both files/ranges.
895          */
896         if (ret == 0 && len > 0 &&
897             (file_sync_write(src_file) || file_sync_write(dst_file))) {
898                 ret = btrfs_sync_file(src_file, off, off + len - 1, 0);
899                 if (ret == 0)
900                         ret = btrfs_sync_file(dst_file, destoff,
901                                               destoff + len - 1, 0);
902         }
903
904         return ret < 0 ? ret : len;
905 }