fs/btrfs/reflink.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/blkdev.h>
   4 #include <linux/iversion.h>
   5 #include "compression.h"
   6 #include "ctree.h"
   7 #include "delalloc-space.h"
   8 #include "reflink.h"
   9 #include "transaction.h"
  10 #include "subpage.h"
  11
  12 #define BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN    SZ_16M
  13
  14 static int clone_finish_inode_update(struct btrfs_trans_handle *trans,
  15                                      struct inode *inode,
  16                                      u64 endoff,
  17                                      const u64 destoff,
  18                                      const u64 olen,
  19                                      int no_time_update)
  20 {
  21         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
  22         int ret;
  23
  24         inode_inc_iversion(inode);
  25         if (!no_time_update)
  26                 inode->i_mtime = inode->i_ctime = current_time(inode);
  27         /*
  28          * We round up to the block size at eof when determining which
  29          * extents to clone above, but shouldn't round up the file size.
  30          */
  31         if (endoff > destoff + olen)
  32                 endoff = destoff + olen;
  33         if (endoff > inode->i_size) {
  34                 i_size_write(inode, endoff);
  35                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
  36         }
  37
  38         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
  39         if (ret) {
  40                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  41                 btrfs_end_transaction(trans);
  42                 goto out;
  43         }
  44         ret = btrfs_end_transaction(trans);
  45 out:
  46         return ret;
  47 }
  48
  49 static int copy_inline_to_page(struct btrfs_inode *inode,
  50                                const u64 file_offset,
  51                                char *inline_data,
  52                                const u64 size,
  53                                const u64 datal,
  54                                const u8 comp_type)
  55 {
  56         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
  57         const u32 block_size = fs_info->sectorsize;
  58         const u64 range_end = file_offset + block_size - 1;
  59         const size_t inline_size = size - btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
  60         char *data_start = inline_data + btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
  61         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
  62         struct page *page = NULL;
  63         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
  64         int ret;
  65
  66         ASSERT(IS_ALIGNED(file_offset, block_size));
  67
  68         /*
  69          * We have flushed and locked the ranges of the source and destination
  70          * inodes, we also have locked the inodes, so we are safe to do a
  71          * reservation here. Also we must not do the reservation while holding
  72          * a transaction open, otherwise we would deadlock.
  73          */
  74         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, file_offset,
  75                                            block_size);
  76         if (ret)
  77                 goto out;
  78
  79         page = find_or_create_page(mapping, file_offset >> PAGE_SHIFT,
  80                                    btrfs_alloc_write_mask(mapping));
  81         if (!page) {
  82                 ret = -ENOMEM;
  83                 goto out_unlock;
  84         }
  85
  86         ret = set_page_extent_mapped(page);
  87         if (ret < 0)
  88                 goto out_unlock;
  89
  90         clear_extent_bit(&inode->io_tree, file_offset, range_end,
  91                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
  92                          0, 0, NULL);
  93         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, file_offset, range_end, 0, NULL);
  94         if (ret)
  95                 goto out_unlock;
  96
  97         /*
  98          * After dirtying the page our caller will need to start a transaction,
  99          * and if we are low on metadata free space, that can cause flushing of
 100          * delalloc for all inodes in order to get metadata space released.
 101          * However we are holding the range locked for the whole duration of
 102          * the clone/dedupe operation, so we may deadlock if that happens and no
 103          * other task releases enough space. So mark this inode as not being
 104          * possible to flush to avoid such deadlock. We will clear that flag
 105          * when we finish cloning all extents, since a transaction is started
 106          * after finding each extent to clone.
 107          */
 108         set_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &inode->runtime_flags);
 109
 110         if (comp_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
 111                 memcpy_to_page(page, offset_in_page(file_offset), data_start,
 112                                datal);
 113                 flush_dcache_page(page);
 114         } else {
 115                 ret = btrfs_decompress(comp_type, data_start, page,
 116                                        offset_in_page(file_offset),
 117                                        inline_size, datal);
 118                 if (ret)
 119                         goto out_unlock;
 120                 flush_dcache_page(page);
 121         }
 122
 123         /*
 124          * If our inline data is smaller then the block/page size, then the
 125          * remaining of the block/page is equivalent to zeroes. We had something
 126          * like the following done:
 127          *
 128          * $ xfs_io -f -c "pwrite -S 0xab 0 500" file
 129          * $ sync  # (or fsync)
 130          * $ xfs_io -c "falloc 0 4K" file
 131          * $ xfs_io -c "pwrite -S 0xcd 4K 4K"
 132          *
 133          * So what's in the range [500, 4095] corresponds to zeroes.
 134          */
 135         if (datal < block_size) {
 136                 memzero_page(page, datal, block_size - datal);
 137                 flush_dcache_page(page);
 138         }
 139
 140         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, file_offset, block_size);
 141         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, file_offset, block_size);
 142         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, file_offset, block_size);
 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                         goto copy_to_page;
 211                 }
 212         } else if (i_size_read(dst) <= datal) {
 213                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
 214
 215                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
 216                                     struct btrfs_file_extent_item);
 217                 /*
 218                  * If it's an inline extent replace it with the source inline
 219                  * extent, otherwise copy the source inline extent data into
 220                  * the respective page at the destination inode.
 221                  */
 222                 if (btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei) ==
 223                     BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
 224                         goto copy_inline_extent;
 225
 226                 goto copy_to_page;
 227         }
 228
 229 copy_inline_extent:
 230         /*
 231          * We have no extent items, or we have an extent at offset 0 which may
 232          * or may not be inlined. All these cases are dealt the same way.
 233          */
 234         if (i_size_read(dst) > datal) {
 235                 /*
 236                  * At the destination offset 0 we have either a hole, a regular
 237                  * extent or an inline extent larger then the one we want to
 238                  * clone. Deal with all these cases by copying the inline extent
 239                  * data into the respective page at the destination inode.
 240                  */
 241                 goto copy_to_page;
 242         }
 243
 244         /*
 245          * Release path before starting a new transaction so we don't hold locks
 246          * that would confuse lockdep.
 247          */
 248         btrfs_release_path(path);
 249         /*
 250          * If we end up here it means were copy the inline extent into a leaf
 251          * of the destination inode. We know we will drop or adjust at most one
 252          * extent item in the destination root.
 253          *
 254          * 1 unit - adjusting old extent (we may have to split it)
 255          * 1 unit - add new extent
 256          * 1 unit - inode update
 257          */
 258         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
 259         if (IS_ERR(trans)) {
 260                 ret = PTR_ERR(trans);
 261                 trans = NULL;
 262                 goto out;
 263         }
 264         drop_args.path = path;
 265         drop_args.start = drop_start;
 266         drop_args.end = aligned_end;
 267         drop_args.drop_cache = true;
 268         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, BTRFS_I(dst), &drop_args);
 269         if (ret)
 270                 goto out;
 271         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, new_key, size);
 272         if (ret)
 273                 goto out;
 274
 275         write_extent_buffer(path->nodes[0], inline_data,
 276                             btrfs_item_ptr_offset(path->nodes[0],
 277                                                   path->slots[0]),
 278                             size);
 279         btrfs_update_inode_bytes(BTRFS_I(dst), datal, drop_args.bytes_found);
 280         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(dst));
 281         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(dst), 0, aligned_end);
 282 out:
 283         if (!ret && !trans) {
 284                 /*
 285                  * No transaction here means we copied the inline extent into a
 286                  * page of the destination inode.
 287                  *
 288                  * 1 unit to update inode item
 289                  */
 290                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
 291                 if (IS_ERR(trans)) {
 292                         ret = PTR_ERR(trans);
 293                         trans = NULL;
 294                 }
 295         }
 296         if (ret && trans) {
 297                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 298                 btrfs_end_transaction(trans);
 299         }
 300         if (!ret)
 301                 *trans_out = trans;
 302
 303         return ret;
 304
 305 copy_to_page:
 306         /*
 307          * Release our path because we don't need it anymore and also because
 308          * copy_inline_to_page() needs to reserve data and metadata, which may
 309          * need to flush delalloc when we are low on available space and
 310          * therefore cause a deadlock if writeback of an inline extent needs to
 311          * write to the same leaf or an ordered extent completion needs to write
 312          * to the same leaf.
 313          */
 314         btrfs_release_path(path);
 315
 316         ret = copy_inline_to_page(BTRFS_I(dst), new_key->offset,
 317                                   inline_data, size, datal, comp_type);
 318         goto out;
 319 }
 320
 321 /**
 322  * btrfs_clone() - clone a range from inode file to another
 323  *
 324  * @src: Inode to clone from
 325  * @inode: Inode to clone to
 326  * @off: Offset within source to start clone from
 327  * @olen: Original length, passed by user, of range to clone
 328  * @olen_aligned: Block-aligned value of olen
 329  * @destoff: Offset within @inode to start clone
 330  * @no_time_update: Whether to update mtime/ctime on the target inode
 331  */
 332 static int btrfs_clone(struct inode *src, struct inode *inode,
 333                        const u64 off, const u64 olen, const u64 olen_aligned,
 334                        const u64 destoff, int no_time_update)
 335 {
 336         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 337         struct btrfs_path *path = NULL;
 338         struct extent_buffer *leaf;
 339         struct btrfs_trans_handle *trans;
 340         char *buf = NULL;
 341         struct btrfs_key key;
 342         u32 nritems;
 343         int slot;
 344         int ret;
 345         const u64 len = olen_aligned;
 346         u64 last_dest_end = destoff;
 347         u64 prev_extent_end = off;
 348
 349         ret = -ENOMEM;
 350         buf = kvmalloc(fs_info->nodesize, GFP_KERNEL);
 351         if (!buf)
 352                 return ret;
 353
 354         path = btrfs_alloc_path();
 355         if (!path) {
 356                 kvfree(buf);
 357                 return ret;
 358         }
 359
 360         path->reada = READA_FORWARD;
 361         /* Clone data */
 362         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(src));
 363         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
 364         key.offset = off;
 365
 366         while (1) {
 367                 struct btrfs_file_extent_item *extent;
 368                 u64 extent_gen;
 369                 int type;
 370                 u32 size;
 371                 struct btrfs_key new_key;
 372                 u64 disko = 0, diskl = 0;
 373                 u64 datao = 0, datal = 0;
 374                 u8 comp;
 375                 u64 drop_start;
 376
 377                 /* Note the key will change type as we walk through the tree */
 378                 ret = btrfs_search_slot(NULL, BTRFS_I(src)->root, &key, path,
 379                                 0, 0);
 380                 if (ret < 0)
 381                         goto out;
 382                 /*
 383                  * First search, if no extent item that starts at offset off was
 384                  * found but the previous item is an extent item, it's possible
 385                  * it might overlap our target range, therefore process it.
 386                  */
 387                 if (key.offset == off && ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
 388                         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key,
 389                                               path->slots[0] - 1);
 390                         if (key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
 391                                 path->slots[0]--;
 392                 }
 393
 394                 nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
 395 process_slot:
 396                 if (path->slots[0] >= nritems) {
 397                         ret = btrfs_next_leaf(BTRFS_I(src)->root, path);
 398                         if (ret < 0)
 399                                 goto out;
 400                         if (ret > 0)
 401                                 break;
 402                         nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
 403                 }
 404                 leaf = path->nodes[0];
 405                 slot = path->slots[0];
 406
 407                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
 408                 if (key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
 409                     key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(src)))
 410                         break;
 411
 412                 ASSERT(key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
 413
 414                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
 415                                         struct btrfs_file_extent_item);
 416                 extent_gen = btrfs_file_extent_generation(leaf, extent);
 417                 comp = btrfs_file_extent_compression(leaf, extent);
 418                 type = btrfs_file_extent_type(leaf, extent);
 419                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
 420                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
 421                         disko = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, extent);
 422                         diskl = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, extent);
 423                         datao = btrfs_file_extent_offset(leaf, extent);
 424                         datal = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, extent);
 425                 } else if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
 426                         /* Take upper bound, may be compressed */
 427                         datal = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, extent);
 428                 }
 429
 430                 /*
 431                  * The first search might have left us at an extent item that
 432                  * ends before our target range's start, can happen if we have
 433                  * holes and NO_HOLES feature enabled.
 434                  *
 435                  * Subsequent searches may leave us on a file range we have
 436                  * processed before - this happens due to a race with ordered
 437                  * extent completion for a file range that is outside our source
 438                  * range, but that range was part of a file extent item that
 439                  * also covered a leading part of our source range.
 440                  */
 441                 if (key.offset + datal <= prev_extent_end) {
 442                         path->slots[0]++;
 443                         goto process_slot;
 444                 } else if (key.offset >= off + len) {
 445                         break;
 446                 }
 447
 448                 prev_extent_end = key.offset + datal;
 449                 size = btrfs_item_size(leaf, slot);
 450                 read_extent_buffer(leaf, buf, btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot),
 451                                    size);
 452
 453                 btrfs_release_path(path);
 454
 455                 memcpy(&new_key, &key, sizeof(new_key));
 456                 new_key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
 457                 if (off <= key.offset)
 458                         new_key.offset = key.offset + destoff - off;
 459                 else
 460                         new_key.offset = destoff;
 461
 462                 /*
 463                  * Deal with a hole that doesn't have an extent item that
 464                  * represents it (NO_HOLES feature enabled).
 465                  * This hole is either in the middle of the cloning range or at
 466                  * the beginning (fully overlaps it or partially overlaps it).
 467                  */
 468                 if (new_key.offset != last_dest_end)
 469                         drop_start = last_dest_end;
 470                 else
 471                         drop_start = new_key.offset;
 472
 473                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
 474                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
 475                         struct btrfs_replace_extent_info clone_info;
 476
 477                         /*
 478                          *    a  | --- range to clone ---|  b
 479                          * | ------------- extent ------------- |
 480                          */
 481
 482                         /* Subtract range b */
 483                         if (key.offset + datal > off + len)
 484                                 datal = off + len - key.offset;
 485
 486                         /* Subtract range a */
 487                         if (off > key.offset) {
 488                                 datao += off - key.offset;
 489                                 datal -= off - key.offset;
 490                         }
 491
 492                         clone_info.disk_offset = disko;
 493                         clone_info.disk_len = diskl;
 494                         clone_info.data_offset = datao;
 495                         clone_info.data_len = datal;
 496                         clone_info.file_offset = new_key.offset;
 497                         clone_info.extent_buf = buf;
 498                         clone_info.is_new_extent = false;
 499                         clone_info.update_times = !no_time_update;
 500                         ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path,
 501                                         drop_start, new_key.offset + datal - 1,
 502                                         &clone_info, &trans);
 503                         if (ret)
 504                                 goto out;
 505                 } else {
 506                         ASSERT(type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
 507                         /*
 508                          * Inline extents always have to start at file offset 0
 509                          * and can never be bigger then the sector size. We can
 510                          * never clone only parts of an inline extent, since all
 511                          * reflink operations must start at a sector size aligned
 512                          * offset, and the length must be aligned too or end at
 513                          * the i_size (which implies the whole inlined data).
 514                          */
 515                         ASSERT(key.offset == 0);
 516                         ASSERT(datal <= fs_info->sectorsize);
 517                         if (WARN_ON(type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) ||
 518                             WARN_ON(key.offset != 0) ||
 519                             WARN_ON(datal > fs_info->sectorsize)) {
 520                                 ret = -EUCLEAN;
 521                                 goto out;
 522                         }
 523
 524                         ret = clone_copy_inline_extent(inode, path, &new_key,
 525                                                        drop_start, datal, size,
 526                                                        comp, buf, &trans);
 527                         if (ret)
 528                                 goto out;
 529                 }
 530
 531                 btrfs_release_path(path);
 532
 533                 /*
 534                  * Whenever we share an extent we update the last_reflink_trans
 535                  * of each inode to the current transaction. This is needed to
 536                  * make sure fsync does not log multiple checksum items with
 537                  * overlapping ranges (because some extent items might refer
 538                  * only to sections of the original extent). For the destination
 539                  * inode we do this regardless of the generation of the extents
 540                  * or even if they are inline extents or explicit holes, to make
 541                  * sure a full fsync does not skip them. For the source inode,
 542                  * we only need to update last_reflink_trans in case it's a new
 543                  * extent that is not a hole or an inline extent, to deal with
 544                  * the checksums problem on fsync.
 545                  */
 546                 if (extent_gen == trans->transid && disko > 0)
 547                         BTRFS_I(src)->last_reflink_trans = trans->transid;
 548
 549                 BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = trans->transid;
 550
 551                 last_dest_end = ALIGN(new_key.offset + datal,
 552                                       fs_info->sectorsize);
 553                 ret = clone_finish_inode_update(trans, inode, last_dest_end,
 554                                                 destoff, olen, no_time_update);
 555                 if (ret)
 556                         goto out;
 557                 if (new_key.offset + datal >= destoff + len)
 558                         break;
 559
 560                 btrfs_release_path(path);
 561                 key.offset = prev_extent_end;
 562
 563                 if (fatal_signal_pending(current)) {
 564                         ret = -EINTR;
 565                         goto out;
 566                 }
 567
 568                 cond_resched();
 569         }
 570         ret = 0;
 571
 572         if (last_dest_end < destoff + len) {
 573                 /*
 574                  * We have an implicit hole that fully or partially overlaps our
 575                  * cloning range at its end. This means that we either have the
 576                  * NO_HOLES feature enabled or the implicit hole happened due to
 577                  * mixing buffered and direct IO writes against this file.
 578                  */
 579                 btrfs_release_path(path);
 580
 581                 /*
 582                  * When using NO_HOLES and we are cloning a range that covers
 583                  * only a hole (no extents) into a range beyond the current
 584                  * i_size, punching a hole in the target range will not create
 585                  * an extent map defining a hole, because the range starts at or
 586                  * beyond current i_size. If the file previously had an i_size
 587                  * greater than the new i_size set by this clone operation, we
 588                  * need to make sure the next fsync is a full fsync, so that it
 589                  * detects and logs a hole covering a range from the current
 590                  * i_size to the new i_size. If the clone range covers extents,
 591                  * besides a hole, then we know the full sync flag was already
 592                  * set by previous calls to btrfs_replace_file_extents() that
 593                  * replaced file extent items.
 594                  */
 595                 if (last_dest_end >= i_size_read(inode))
 596                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
 597
 598                 ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path,
 599                                 last_dest_end, destoff + len - 1, NULL, &trans);
 600                 if (ret)
 601                         goto out;
 602
 603                 ret = clone_finish_inode_update(trans, inode, destoff + len,
 604                                                 destoff, olen, no_time_update);
 605         }
 606
 607 out:
 608         btrfs_free_path(path);
 609         kvfree(buf);
 610         clear_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
 611
 612         return ret;
 613 }
 614
 615 static void btrfs_double_extent_unlock(struct inode *inode1, u64 loff1,
 616                                        struct inode *inode2, u64 loff2, u64 len)
 617 {
 618         unlock_extent(&BTRFS_I(inode1)->io_tree, loff1, loff1 + len - 1);
 619         unlock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, loff2 + len - 1);
 620 }
 621
 622 static void btrfs_double_extent_lock(struct inode *inode1, u64 loff1,
 623                                      struct inode *inode2, u64 loff2, u64 len)
 624 {
 625         u64 range1_end = loff1 + len - 1;
 626         u64 range2_end = loff2 + len - 1;
 627
 628         if (inode1 < inode2) {
 629                 swap(inode1, inode2);
 630                 swap(loff1, loff2);
 631                 swap(range1_end, range2_end);
 632         } else if (inode1 == inode2 && loff2 < loff1) {
 633                 swap(loff1, loff2);
 634                 swap(range1_end, range2_end);
 635         }
 636
 637         lock_extent(&BTRFS_I(inode1)->io_tree, loff1, range1_end);
 638         lock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, range2_end);
 639
 640         btrfs_assert_inode_range_clean(BTRFS_I(inode1), loff1, range1_end);
 641         btrfs_assert_inode_range_clean(BTRFS_I(inode2), loff2, range2_end);
 642 }
 643
 644 static void btrfs_double_mmap_lock(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
 645 {
 646         if (inode1 < inode2)
 647                 swap(inode1, inode2);
 648         down_write(&BTRFS_I(inode1)->i_mmap_lock);
 649         down_write_nested(&BTRFS_I(inode2)->i_mmap_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
 650 }
 651
 652 static void btrfs_double_mmap_unlock(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
 653 {
 654         up_write(&BTRFS_I(inode1)->i_mmap_lock);
 655         up_write(&BTRFS_I(inode2)->i_mmap_lock);
 656 }
 657
 658 static int btrfs_extent_same_range(struct inode *src, u64 loff, u64 len,
 659                                    struct inode *dst, u64 dst_loff)
 660 {
 661         const u64 bs = BTRFS_I(src)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
 662         int ret;
 663
 664         /*
 665          * Lock destination range to serialize with concurrent readahead() and
 666          * source range to serialize with relocation.
 667          */
 668         btrfs_double_extent_lock(src, loff, dst, dst_loff, len);
 669         ret = btrfs_clone(src, dst, loff, len, ALIGN(len, bs), dst_loff, 1);
 670         btrfs_double_extent_unlock(src, loff, dst, dst_loff, len);
 671
 672         return ret;
 673 }
 674
 675 static int btrfs_extent_same(struct inode *src, u64 loff, u64 olen,
 676                              struct inode *dst, u64 dst_loff)
 677 {
 678         int ret = 0;
 679         u64 i, tail_len, chunk_count;
 680         struct btrfs_root *root_dst = BTRFS_I(dst)->root;
 681
 682         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
 683         if (root_dst->send_in_progress) {
 684                 btrfs_warn_rl(root_dst->fs_info,
 685 "cannot deduplicate to root %llu while send operations are using it (%d in progress)",
 686                               root_dst->root_key.objectid,
 687                               root_dst->send_in_progress);
 688                 spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 689                 return -EAGAIN;
 690         }
 691         root_dst->dedupe_in_progress++;
 692         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 693
 694         tail_len = olen % BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 695         chunk_count = div_u64(olen, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN);
 696
 697         for (i = 0; i < chunk_count; i++) {
 698                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN,
 699                                               dst, dst_loff);
 700                 if (ret)
 701                         goto out;
 702
 703                 loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 704                 dst_loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 705         }
 706
 707         if (tail_len > 0)
 708                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, tail_len, dst, dst_loff);
 709 out:
 710         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
 711         root_dst->dedupe_in_progress--;
 712         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 713
 714         return ret;
 715 }
 716
 717 static noinline int btrfs_clone_files(struct file *file, struct file *file_src,
 718                                         u64 off, u64 olen, u64 destoff)
 719 {
 720         struct inode *inode = file_inode(file);
 721         struct inode *src = file_inode(file_src);
 722         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 723         int ret;
 724         int wb_ret;
 725         u64 len = olen;
 726         u64 bs = fs_info->sb->s_blocksize;
 727
 728         /*
 729          * VFS's generic_remap_file_range_prep() protects us from cloning the
 730          * eof block into the middle of a file, which would result in corruption
 731          * if the file size is not blocksize aligned. So we don't need to check
 732          * for that case here.
 733          */
 734         if (off + len == src->i_size)
 735                 len = ALIGN(src->i_size, bs) - off;
 736
 737         if (destoff > inode->i_size) {
 738                 const u64 wb_start = ALIGN_DOWN(inode->i_size, bs);
 739
 740                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), inode->i_size, destoff);
 741                 if (ret)
 742                         return ret;
 743                 /*
 744                  * We may have truncated the last block if the inode's size is
 745                  * not sector size aligned, so we need to wait for writeback to
 746                  * complete before proceeding further, otherwise we can race
 747                  * with cloning and attempt to increment a reference to an
 748                  * extent that no longer exists (writeback completed right after
 749                  * we found the previous extent covering eof and before we
 750                  * attempted to increment its reference count).
 751                  */
 752                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, wb_start,
 753                                                destoff - wb_start);
 754                 if (ret)
 755                         return ret;
 756         }
 757
 758         /*
 759          * Lock destination range to serialize with concurrent readahead() and
 760          * source range to serialize with relocation.
 761          */
 762         btrfs_double_extent_lock(src, off, inode, destoff, len);
 763         ret = btrfs_clone(src, inode, off, olen, len, destoff, 0);
 764         btrfs_double_extent_unlock(src, off, inode, destoff, len);
 765
 766         /*
 767          * We may have copied an inline extent into a page of the destination
 768          * range, so wait for writeback to complete before truncating pages
 769          * from the page cache. This is a rare case.
 770          */
 771         wb_ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, destoff, len);
 772         ret = ret ? ret : wb_ret;
 773         /*
 774          * Truncate page cache pages so that future reads will see the cloned
 775          * data immediately and not the previous data.
 776          */
 777         truncate_inode_pages_range(&inode->i_data,
 778                                 round_down(destoff, PAGE_SIZE),
 779                                 round_up(destoff + len, PAGE_SIZE) - 1);
 780
 781         return ret;
 782 }
 783
 784 static int btrfs_remap_file_range_prep(struct file *file_in, loff_t pos_in,
 785                                        struct file *file_out, loff_t pos_out,
 786                                        loff_t *len, unsigned int remap_flags)
 787 {
 788         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
 789         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
 790         u64 bs = BTRFS_I(inode_out)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
 791         u64 wb_len;
 792         int ret;
 793
 794         if (!(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)) {
 795                 struct btrfs_root *root_out = BTRFS_I(inode_out)->root;
 796
 797                 if (btrfs_root_readonly(root_out))
 798                         return -EROFS;
 799
 800                 ASSERT(inode_in->i_sb == inode_out->i_sb);
 801         }
 802
 803         /* Don't make the dst file partly checksummed */
 804         if ((BTRFS_I(inode_in)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) !=
 805             (BTRFS_I(inode_out)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
 806                 return -EINVAL;
 807         }
 808
 809         /*
 810          * Now that the inodes are locked, we need to start writeback ourselves
 811          * and can not rely on the writeback from the VFS's generic helper
 812          * generic_remap_file_range_prep() because:
 813          *
 814          * 1) For compression we must call filemap_fdatawrite_range() range
 815          *    twice (btrfs_fdatawrite_range() does it for us), and the generic
 816          *    helper only calls it once;
 817          *
 818          * 2) filemap_fdatawrite_range(), called by the generic helper only
 819          *    waits for the writeback to complete, i.e. for IO to be done, and
 820          *    not for the ordered extents to complete. We need to wait for them
 821          *    to complete so that new file extent items are in the fs tree.
 822          */
 823         if (*len == 0 && !(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP))
 824                 wb_len = ALIGN(inode_in->i_size, bs) - ALIGN_DOWN(pos_in, bs);
 825         else
 826                 wb_len = ALIGN(*len, bs);
 827
 828         /*
 829          * Workaround to make sure NOCOW buffered write reach disk as NOCOW.
 830          *
 831          * Btrfs' back references do not have a block level granularity, they
 832          * work at the whole extent level.
 833          * NOCOW buffered write without data space reserved may not be able
 834          * to fall back to CoW due to lack of data space, thus could cause
 835          * data loss.
 836          *
 837          * Here we take a shortcut by flushing the whole inode, so that all
 838          * nocow write should reach disk as nocow before we increase the
 839          * reference of the extent. We could do better by only flushing NOCOW
 840          * data, but that needs extra accounting.
 841          *
 842          * Also we don't need to check ASYNC_EXTENT, as async extent will be
 843          * CoWed anyway, not affecting nocow part.
 844          */
 845         ret = filemap_flush(inode_in->i_mapping);
 846         if (ret < 0)
 847                 return ret;
 848
 849         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_in, ALIGN_DOWN(pos_in, bs),
 850                                        wb_len);
 851         if (ret < 0)
 852                 return ret;
 853         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_out, ALIGN_DOWN(pos_out, bs),
 854                                        wb_len);
 855         if (ret < 0)
 856                 return ret;
 857
 858         return generic_remap_file_range_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 859                                             len, remap_flags);
 860 }
 861
 862 static bool file_sync_write(const struct file *file)
 863 {
 864         if (file->f_flags & (__O_SYNC | O_DSYNC))
 865                 return true;
 866         if (IS_SYNC(file_inode(file)))
 867                 return true;
 868
 869         return false;
 870 }
 871
 872 loff_t btrfs_remap_file_range(struct file *src_file, loff_t off,
 873                 struct file *dst_file, loff_t destoff, loff_t len,
 874                 unsigned int remap_flags)
 875 {
 876         struct inode *src_inode = file_inode(src_file);
 877         struct inode *dst_inode = file_inode(dst_file);
 878         bool same_inode = dst_inode == src_inode;
 879         int ret;
 880
 881         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
 882                 return -EINVAL;
 883
 884         if (same_inode) {
 885                 btrfs_inode_lock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
 886         } else {
 887                 lock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
 888                 btrfs_double_mmap_lock(src_inode, dst_inode);
 889         }
 890
 891         ret = btrfs_remap_file_range_prep(src_file, off, dst_file, destoff,
 892                                           &len, remap_flags);
 893         if (ret < 0 || len == 0)
 894                 goto out_unlock;
 895
 896         if (remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)
 897                 ret = btrfs_extent_same(src_inode, off, len, dst_inode, destoff);
 898         else
 899                 ret = btrfs_clone_files(dst_file, src_file, off, len, destoff);
 900
 901 out_unlock:
 902         if (same_inode) {
 903                 btrfs_inode_unlock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
 904         } else {
 905                 btrfs_double_mmap_unlock(src_inode, dst_inode);
 906                 unlock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
 907         }
 908
 909         /*
 910          * If either the source or the destination file was opened with O_SYNC,
 911          * O_DSYNC or has the S_SYNC attribute, fsync both the destination and
 912          * source files/ranges, so that after a successful return (0) followed
 913          * by a power failure results in the reflinked data to be readable from
 914          * both files/ranges.
 915          */
 916         if (ret == 0 && len > 0 &&
 917             (file_sync_write(src_file) || file_sync_write(dst_file))) {
 918                 ret = btrfs_sync_file(src_file, off, off + len - 1, 0);
 919                 if (ret == 0)
 920                         ret = btrfs_sync_file(dst_file, destoff,
 921                                               destoff + len - 1, 0);
 922         }
 923
 924         return ret < 0 ? ret : len;
 925 }