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