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 "disk-io.h"
   9 #include "reflink.h"
  10 #include "transaction.h"
  11 #include "subpage.h"
  12
  13 #define BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN    SZ_16M
  14
  15 static int clone_finish_inode_update(struct btrfs_trans_handle *trans,
  16                                      struct inode *inode,
  17                                      u64 endoff,
  18                                      const u64 destoff,
  19                                      const u64 olen,
  20                                      int no_time_update)
  21 {
  22         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
  23         int ret;
  24
  25         inode_inc_iversion(inode);
  26         if (!no_time_update) {
  27                 inode->i_mtime = current_time(inode);
  28                 inode->i_ctime = inode->i_mtime;
  29         }
  30         /*
  31          * We round up to the block size at eof when determining which
  32          * extents to clone above, but shouldn't round up the file size.
  33          */
  34         if (endoff > destoff + olen)
  35                 endoff = destoff + olen;
  36         if (endoff > inode->i_size) {
  37                 i_size_write(inode, endoff);
  38                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
  39         }
  40
  41         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
  42         if (ret) {
  43                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  44                 btrfs_end_transaction(trans);
  45                 goto out;
  46         }
  47         ret = btrfs_end_transaction(trans);
  48 out:
  49         return ret;
  50 }
  51
  52 static int copy_inline_to_page(struct btrfs_inode *inode,
  53                                const u64 file_offset,
  54                                char *inline_data,
  55                                const u64 size,
  56                                const u64 datal,
  57                                const u8 comp_type)
  58 {
  59         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
  60         const u32 block_size = fs_info->sectorsize;
  61         const u64 range_end = file_offset + block_size - 1;
  62         const size_t inline_size = size - btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
  63         char *data_start = inline_data + btrfs_file_extent_calc_inline_size(0);
  64         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
  65         struct page *page = NULL;
  66         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
  67         int ret;
  68
  69         ASSERT(IS_ALIGNED(file_offset, block_size));
  70
  71         /*
  72          * We have flushed and locked the ranges of the source and destination
  73          * inodes, we also have locked the inodes, so we are safe to do a
  74          * reservation here. Also we must not do the reservation while holding
  75          * a transaction open, otherwise we would deadlock.
  76          */
  77         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, file_offset,
  78                                            block_size);
  79         if (ret)
  80                 goto out;
  81
  82         page = find_or_create_page(mapping, file_offset >> PAGE_SHIFT,
  83                                    btrfs_alloc_write_mask(mapping));
  84         if (!page) {
  85                 ret = -ENOMEM;
  86                 goto out_unlock;
  87         }
  88
  89         ret = set_page_extent_mapped(page);
  90         if (ret < 0)
  91                 goto out_unlock;
  92
  93         clear_extent_bit(&inode->io_tree, file_offset, range_end,
  94                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
  95                          NULL);
  96         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, file_offset, range_end, 0, NULL);
  97         if (ret)
  98                 goto out_unlock;
  99
 100         /*
 101          * After dirtying the page our caller will need to start a transaction,
 102          * and if we are low on metadata free space, that can cause flushing of
 103          * delalloc for all inodes in order to get metadata space released.
 104          * However we are holding the range locked for the whole duration of
 105          * the clone/dedupe operation, so we may deadlock if that happens and no
 106          * other task releases enough space. So mark this inode as not being
 107          * possible to flush to avoid such deadlock. We will clear that flag
 108          * when we finish cloning all extents, since a transaction is started
 109          * after finding each extent to clone.
 110          */
 111         set_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &inode->runtime_flags);
 112
 113         if (comp_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
 114                 memcpy_to_page(page, offset_in_page(file_offset), data_start,
 115                                datal);
 116         } else {
 117                 ret = btrfs_decompress(comp_type, data_start, page,
 118                                        offset_in_page(file_offset),
 119                                        inline_size, datal);
 120                 if (ret)
 121                         goto out_unlock;
 122                 flush_dcache_page(page);
 123         }
 124
 125         /*
 126          * If our inline data is smaller then the block/page size, then the
 127          * remaining of the block/page is equivalent to zeroes. We had something
 128          * like the following done:
 129          *
 130          * $ xfs_io -f -c "pwrite -S 0xab 0 500" file
 131          * $ sync  # (or fsync)
 132          * $ xfs_io -c "falloc 0 4K" file
 133          * $ xfs_io -c "pwrite -S 0xcd 4K 4K"
 134          *
 135          * So what's in the range [500, 4095] corresponds to zeroes.
 136          */
 137         if (datal < block_size)
 138                 memzero_page(page, datal, block_size - datal);
 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, NULL);
 619         unlock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, loff2 + len - 1, NULL);
 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, NULL);
 638         lock_extent(&BTRFS_I(inode2)->io_tree, loff2, range2_end, NULL);
 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         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(src)->root->fs_info;
 662         const u64 bs = fs_info->sb->s_blocksize;
 663         int ret;
 664
 665         /*
 666          * Lock destination range to serialize with concurrent readahead() and
 667          * source range to serialize with relocation.
 668          */
 669         btrfs_double_extent_lock(src, loff, dst, dst_loff, len);
 670         ret = btrfs_clone(src, dst, loff, len, ALIGN(len, bs), dst_loff, 1);
 671         btrfs_double_extent_unlock(src, loff, dst, dst_loff, len);
 672
 673         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
 674
 675         return ret;
 676 }
 677
 678 static int btrfs_extent_same(struct inode *src, u64 loff, u64 olen,
 679                              struct inode *dst, u64 dst_loff)
 680 {
 681         int ret = 0;
 682         u64 i, tail_len, chunk_count;
 683         struct btrfs_root *root_dst = BTRFS_I(dst)->root;
 684
 685         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
 686         if (root_dst->send_in_progress) {
 687                 btrfs_warn_rl(root_dst->fs_info,
 688 "cannot deduplicate to root %llu while send operations are using it (%d in progress)",
 689                               root_dst->root_key.objectid,
 690                               root_dst->send_in_progress);
 691                 spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 692                 return -EAGAIN;
 693         }
 694         root_dst->dedupe_in_progress++;
 695         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 696
 697         tail_len = olen % BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 698         chunk_count = div_u64(olen, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN);
 699
 700         for (i = 0; i < chunk_count; i++) {
 701                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN,
 702                                               dst, dst_loff);
 703                 if (ret)
 704                         goto out;
 705
 706                 loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 707                 dst_loff += BTRFS_MAX_DEDUPE_LEN;
 708         }
 709
 710         if (tail_len > 0)
 711                 ret = btrfs_extent_same_range(src, loff, tail_len, dst, dst_loff);
 712 out:
 713         spin_lock(&root_dst->root_item_lock);
 714         root_dst->dedupe_in_progress--;
 715         spin_unlock(&root_dst->root_item_lock);
 716
 717         return ret;
 718 }
 719
 720 static noinline int btrfs_clone_files(struct file *file, struct file *file_src,
 721                                         u64 off, u64 olen, u64 destoff)
 722 {
 723         struct inode *inode = file_inode(file);
 724         struct inode *src = file_inode(file_src);
 725         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 726         int ret;
 727         int wb_ret;
 728         u64 len = olen;
 729         u64 bs = fs_info->sb->s_blocksize;
 730
 731         /*
 732          * VFS's generic_remap_file_range_prep() protects us from cloning the
 733          * eof block into the middle of a file, which would result in corruption
 734          * if the file size is not blocksize aligned. So we don't need to check
 735          * for that case here.
 736          */
 737         if (off + len == src->i_size)
 738                 len = ALIGN(src->i_size, bs) - off;
 739
 740         if (destoff > inode->i_size) {
 741                 const u64 wb_start = ALIGN_DOWN(inode->i_size, bs);
 742
 743                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), inode->i_size, destoff);
 744                 if (ret)
 745                         return ret;
 746                 /*
 747                  * We may have truncated the last block if the inode's size is
 748                  * not sector size aligned, so we need to wait for writeback to
 749                  * complete before proceeding further, otherwise we can race
 750                  * with cloning and attempt to increment a reference to an
 751                  * extent that no longer exists (writeback completed right after
 752                  * we found the previous extent covering eof and before we
 753                  * attempted to increment its reference count).
 754                  */
 755                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, wb_start,
 756                                                destoff - wb_start);
 757                 if (ret)
 758                         return ret;
 759         }
 760
 761         /*
 762          * Lock destination range to serialize with concurrent readahead() and
 763          * source range to serialize with relocation.
 764          */
 765         btrfs_double_extent_lock(src, off, inode, destoff, len);
 766         ret = btrfs_clone(src, inode, off, olen, len, destoff, 0);
 767         btrfs_double_extent_unlock(src, off, inode, destoff, len);
 768
 769         /*
 770          * We may have copied an inline extent into a page of the destination
 771          * range, so wait for writeback to complete before truncating pages
 772          * from the page cache. This is a rare case.
 773          */
 774         wb_ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, destoff, len);
 775         ret = ret ? ret : wb_ret;
 776         /*
 777          * Truncate page cache pages so that future reads will see the cloned
 778          * data immediately and not the previous data.
 779          */
 780         truncate_inode_pages_range(&inode->i_data,
 781                                 round_down(destoff, PAGE_SIZE),
 782                                 round_up(destoff + len, PAGE_SIZE) - 1);
 783
 784         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
 785
 786         return ret;
 787 }
 788
 789 static int btrfs_remap_file_range_prep(struct file *file_in, loff_t pos_in,
 790                                        struct file *file_out, loff_t pos_out,
 791                                        loff_t *len, unsigned int remap_flags)
 792 {
 793         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
 794         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
 795         u64 bs = BTRFS_I(inode_out)->root->fs_info->sb->s_blocksize;
 796         u64 wb_len;
 797         int ret;
 798
 799         if (!(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)) {
 800                 struct btrfs_root *root_out = BTRFS_I(inode_out)->root;
 801
 802                 if (btrfs_root_readonly(root_out))
 803                         return -EROFS;
 804
 805                 ASSERT(inode_in->i_sb == inode_out->i_sb);
 806         }
 807
 808         /* Don't make the dst file partly checksummed */
 809         if ((BTRFS_I(inode_in)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) !=
 810             (BTRFS_I(inode_out)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
 811                 return -EINVAL;
 812         }
 813
 814         /*
 815          * Now that the inodes are locked, we need to start writeback ourselves
 816          * and can not rely on the writeback from the VFS's generic helper
 817          * generic_remap_file_range_prep() because:
 818          *
 819          * 1) For compression we must call filemap_fdatawrite_range() range
 820          *    twice (btrfs_fdatawrite_range() does it for us), and the generic
 821          *    helper only calls it once;
 822          *
 823          * 2) filemap_fdatawrite_range(), called by the generic helper only
 824          *    waits for the writeback to complete, i.e. for IO to be done, and
 825          *    not for the ordered extents to complete. We need to wait for them
 826          *    to complete so that new file extent items are in the fs tree.
 827          */
 828         if (*len == 0 && !(remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP))
 829                 wb_len = ALIGN(inode_in->i_size, bs) - ALIGN_DOWN(pos_in, bs);
 830         else
 831                 wb_len = ALIGN(*len, bs);
 832
 833         /*
 834          * Workaround to make sure NOCOW buffered write reach disk as NOCOW.
 835          *
 836          * Btrfs' back references do not have a block level granularity, they
 837          * work at the whole extent level.
 838          * NOCOW buffered write without data space reserved may not be able
 839          * to fall back to CoW due to lack of data space, thus could cause
 840          * data loss.
 841          *
 842          * Here we take a shortcut by flushing the whole inode, so that all
 843          * nocow write should reach disk as nocow before we increase the
 844          * reference of the extent. We could do better by only flushing NOCOW
 845          * data, but that needs extra accounting.
 846          *
 847          * Also we don't need to check ASYNC_EXTENT, as async extent will be
 848          * CoWed anyway, not affecting nocow part.
 849          */
 850         ret = filemap_flush(inode_in->i_mapping);
 851         if (ret < 0)
 852                 return ret;
 853
 854         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_in, ALIGN_DOWN(pos_in, bs),
 855                                        wb_len);
 856         if (ret < 0)
 857                 return ret;
 858         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode_out, ALIGN_DOWN(pos_out, bs),
 859                                        wb_len);
 860         if (ret < 0)
 861                 return ret;
 862
 863         return generic_remap_file_range_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
 864                                             len, remap_flags);
 865 }
 866
 867 static bool file_sync_write(const struct file *file)
 868 {
 869         if (file->f_flags & (__O_SYNC | O_DSYNC))
 870                 return true;
 871         if (IS_SYNC(file_inode(file)))
 872                 return true;
 873
 874         return false;
 875 }
 876
 877 loff_t btrfs_remap_file_range(struct file *src_file, loff_t off,
 878                 struct file *dst_file, loff_t destoff, loff_t len,
 879                 unsigned int remap_flags)
 880 {
 881         struct inode *src_inode = file_inode(src_file);
 882         struct inode *dst_inode = file_inode(dst_file);
 883         bool same_inode = dst_inode == src_inode;
 884         int ret;
 885
 886         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
 887                 return -EINVAL;
 888
 889         if (same_inode) {
 890                 btrfs_inode_lock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
 891         } else {
 892                 lock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
 893                 btrfs_double_mmap_lock(src_inode, dst_inode);
 894         }
 895
 896         ret = btrfs_remap_file_range_prep(src_file, off, dst_file, destoff,
 897                                           &len, remap_flags);
 898         if (ret < 0 || len == 0)
 899                 goto out_unlock;
 900
 901         if (remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP)
 902                 ret = btrfs_extent_same(src_inode, off, len, dst_inode, destoff);
 903         else
 904                 ret = btrfs_clone_files(dst_file, src_file, off, len, destoff);
 905
 906 out_unlock:
 907         if (same_inode) {
 908                 btrfs_inode_unlock(src_inode, BTRFS_ILOCK_MMAP);
 909         } else {
 910                 btrfs_double_mmap_unlock(src_inode, dst_inode);
 911                 unlock_two_nondirectories(src_inode, dst_inode);
 912         }
 913
 914         /*
 915          * If either the source or the destination file was opened with O_SYNC,
 916          * O_DSYNC or has the S_SYNC attribute, fsync both the destination and
 917          * source files/ranges, so that after a successful return (0) followed
 918          * by a power failure results in the reflinked data to be readable from
 919          * both files/ranges.
 920          */
 921         if (ret == 0 && len > 0 &&
 922             (file_sync_write(src_file) || file_sync_write(dst_file))) {
 923                 ret = btrfs_sync_file(src_file, off, off + len - 1, 0);
 924                 if (ret == 0)
 925                         ret = btrfs_sync_file(dst_file, destoff,
 926                                               destoff + len - 1, 0);
 927         }
 928
 929         return ret < 0 ? ret : len;
 930 }