Merge tag '5.18-smb3-fixes-part2' of git://git.samba.org/sfrench/cifs-2.6
[platform/kernel/linux-rpi.git] / fs / xfs / xfs_reflink.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Copyright (C) 2016 Oracle.  All Rights Reserved.
4  * Author: Darrick J. Wong <darrick.wong@oracle.com>
5  */
6 #include "xfs.h"
7 #include "xfs_fs.h"
8 #include "xfs_shared.h"
9 #include "xfs_format.h"
10 #include "xfs_log_format.h"
11 #include "xfs_trans_resv.h"
12 #include "xfs_mount.h"
13 #include "xfs_defer.h"
14 #include "xfs_inode.h"
15 #include "xfs_trans.h"
16 #include "xfs_bmap.h"
17 #include "xfs_bmap_util.h"
18 #include "xfs_trace.h"
19 #include "xfs_icache.h"
20 #include "xfs_btree.h"
21 #include "xfs_refcount_btree.h"
22 #include "xfs_refcount.h"
23 #include "xfs_bmap_btree.h"
24 #include "xfs_trans_space.h"
25 #include "xfs_bit.h"
26 #include "xfs_alloc.h"
27 #include "xfs_quota.h"
28 #include "xfs_reflink.h"
29 #include "xfs_iomap.h"
30 #include "xfs_ag.h"
31 #include "xfs_ag_resv.h"
32
33 /*
34  * Copy on Write of Shared Blocks
35  *
36  * XFS must preserve "the usual" file semantics even when two files share
37  * the same physical blocks.  This means that a write to one file must not
38  * alter the blocks in a different file; the way that we'll do that is
39  * through the use of a copy-on-write mechanism.  At a high level, that
40  * means that when we want to write to a shared block, we allocate a new
41  * block, write the data to the new block, and if that succeeds we map the
42  * new block into the file.
43  *
44  * XFS provides a "delayed allocation" mechanism that defers the allocation
45  * of disk blocks to dirty-but-not-yet-mapped file blocks as long as
46  * possible.  This reduces fragmentation by enabling the filesystem to ask
47  * for bigger chunks less often, which is exactly what we want for CoW.
48  *
49  * The delalloc mechanism begins when the kernel wants to make a block
50  * writable (write_begin or page_mkwrite).  If the offset is not mapped, we
51  * create a delalloc mapping, which is a regular in-core extent, but without
52  * a real startblock.  (For delalloc mappings, the startblock encodes both
53  * a flag that this is a delalloc mapping, and a worst-case estimate of how
54  * many blocks might be required to put the mapping into the BMBT.)  delalloc
55  * mappings are a reservation against the free space in the filesystem;
56  * adjacent mappings can also be combined into fewer larger mappings.
57  *
58  * As an optimization, the CoW extent size hint (cowextsz) creates
59  * outsized aligned delalloc reservations in the hope of landing out of
60  * order nearby CoW writes in a single extent on disk, thereby reducing
61  * fragmentation and improving future performance.
62  *
63  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR--- (data fork)
64  * C: ------DDDDDDD--------- (CoW fork)
65  *
66  * When dirty pages are being written out (typically in writepage), the
67  * delalloc reservations are converted into unwritten mappings by
68  * allocating blocks and replacing the delalloc mapping with real ones.
69  * A delalloc mapping can be replaced by several unwritten ones if the
70  * free space is fragmented.
71  *
72  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR---
73  * C: ------UUUUUUU---------
74  *
75  * We want to adapt the delalloc mechanism for copy-on-write, since the
76  * write paths are similar.  The first two steps (creating the reservation
77  * and allocating the blocks) are exactly the same as delalloc except that
78  * the mappings must be stored in a separate CoW fork because we do not want
79  * to disturb the mapping in the data fork until we're sure that the write
80  * succeeded.  IO completion in this case is the process of removing the old
81  * mapping from the data fork and moving the new mapping from the CoW fork to
82  * the data fork.  This will be discussed shortly.
83  *
84  * For now, unaligned directio writes will be bounced back to the page cache.
85  * Block-aligned directio writes will use the same mechanism as buffered
86  * writes.
87  *
88  * Just prior to submitting the actual disk write requests, we convert
89  * the extents representing the range of the file actually being written
90  * (as opposed to extra pieces created for the cowextsize hint) to real
91  * extents.  This will become important in the next step:
92  *
93  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR---
94  * C: ------UUrrUUU---------
95  *
96  * CoW remapping must be done after the data block write completes,
97  * because we don't want to destroy the old data fork map until we're sure
98  * the new block has been written.  Since the new mappings are kept in a
99  * separate fork, we can simply iterate these mappings to find the ones
100  * that cover the file blocks that we just CoW'd.  For each extent, simply
101  * unmap the corresponding range in the data fork, map the new range into
102  * the data fork, and remove the extent from the CoW fork.  Because of
103  * the presence of the cowextsize hint, however, we must be careful
104  * only to remap the blocks that we've actually written out --  we must
105  * never remap delalloc reservations nor CoW staging blocks that have
106  * yet to be written.  This corresponds exactly to the real extents in
107  * the CoW fork:
108  *
109  * D: --RRRRRRrrSRRRRRRRR---
110  * C: ------UU--UUU---------
111  *
112  * Since the remapping operation can be applied to an arbitrary file
113  * range, we record the need for the remap step as a flag in the ioend
114  * instead of declaring a new IO type.  This is required for direct io
115  * because we only have ioend for the whole dio, and we have to be able to
116  * remember the presence of unwritten blocks and CoW blocks with a single
117  * ioend structure.  Better yet, the more ground we can cover with one
118  * ioend, the better.
119  */
120
121 /*
122  * Given an AG extent, find the lowest-numbered run of shared blocks
123  * within that range and return the range in fbno/flen.  If
124  * find_end_of_shared is true, return the longest contiguous extent of
125  * shared blocks.  If there are no shared extents, fbno and flen will
126  * be set to NULLAGBLOCK and 0, respectively.
127  */
128 int
129 xfs_reflink_find_shared(
130         struct xfs_mount        *mp,
131         struct xfs_trans        *tp,
132         xfs_agnumber_t          agno,
133         xfs_agblock_t           agbno,
134         xfs_extlen_t            aglen,
135         xfs_agblock_t           *fbno,
136         xfs_extlen_t            *flen,
137         bool                    find_end_of_shared)
138 {
139         struct xfs_buf          *agbp;
140         struct xfs_btree_cur    *cur;
141         int                     error;
142
143         error = xfs_alloc_read_agf(mp, tp, agno, 0, &agbp);
144         if (error)
145                 return error;
146
147         cur = xfs_refcountbt_init_cursor(mp, tp, agbp, agbp->b_pag);
148
149         error = xfs_refcount_find_shared(cur, agbno, aglen, fbno, flen,
150                         find_end_of_shared);
151
152         xfs_btree_del_cursor(cur, error);
153
154         xfs_trans_brelse(tp, agbp);
155         return error;
156 }
157
158 /*
159  * Trim the mapping to the next block where there's a change in the
160  * shared/unshared status.  More specifically, this means that we
161  * find the lowest-numbered extent of shared blocks that coincides with
162  * the given block mapping.  If the shared extent overlaps the start of
163  * the mapping, trim the mapping to the end of the shared extent.  If
164  * the shared region intersects the mapping, trim the mapping to the
165  * start of the shared extent.  If there are no shared regions that
166  * overlap, just return the original extent.
167  */
168 int
169 xfs_reflink_trim_around_shared(
170         struct xfs_inode        *ip,
171         struct xfs_bmbt_irec    *irec,
172         bool                    *shared)
173 {
174         xfs_agnumber_t          agno;
175         xfs_agblock_t           agbno;
176         xfs_extlen_t            aglen;
177         xfs_agblock_t           fbno;
178         xfs_extlen_t            flen;
179         int                     error = 0;
180
181         /* Holes, unwritten, and delalloc extents cannot be shared */
182         if (!xfs_is_cow_inode(ip) || !xfs_bmap_is_written_extent(irec)) {
183                 *shared = false;
184                 return 0;
185         }
186
187         trace_xfs_reflink_trim_around_shared(ip, irec);
188
189         agno = XFS_FSB_TO_AGNO(ip->i_mount, irec->br_startblock);
190         agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(ip->i_mount, irec->br_startblock);
191         aglen = irec->br_blockcount;
192
193         error = xfs_reflink_find_shared(ip->i_mount, NULL, agno, agbno,
194                         aglen, &fbno, &flen, true);
195         if (error)
196                 return error;
197
198         *shared = false;
199         if (fbno == NULLAGBLOCK) {
200                 /* No shared blocks at all. */
201                 return 0;
202         } else if (fbno == agbno) {
203                 /*
204                  * The start of this extent is shared.  Truncate the
205                  * mapping at the end of the shared region so that a
206                  * subsequent iteration starts at the start of the
207                  * unshared region.
208                  */
209                 irec->br_blockcount = flen;
210                 *shared = true;
211                 return 0;
212         } else {
213                 /*
214                  * There's a shared extent midway through this extent.
215                  * Truncate the mapping at the start of the shared
216                  * extent so that a subsequent iteration starts at the
217                  * start of the shared region.
218                  */
219                 irec->br_blockcount = fbno - agbno;
220                 return 0;
221         }
222 }
223
224 int
225 xfs_bmap_trim_cow(
226         struct xfs_inode        *ip,
227         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
228         bool                    *shared)
229 {
230         /* We can't update any real extents in always COW mode. */
231         if (xfs_is_always_cow_inode(ip) &&
232             !isnullstartblock(imap->br_startblock)) {
233                 *shared = true;
234                 return 0;
235         }
236
237         /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
238         return xfs_reflink_trim_around_shared(ip, imap, shared);
239 }
240
241 static int
242 xfs_reflink_convert_cow_locked(
243         struct xfs_inode        *ip,
244         xfs_fileoff_t           offset_fsb,
245         xfs_filblks_t           count_fsb)
246 {
247         struct xfs_iext_cursor  icur;
248         struct xfs_bmbt_irec    got;
249         struct xfs_btree_cur    *dummy_cur = NULL;
250         int                     dummy_logflags;
251         int                     error = 0;
252
253         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, ip->i_cowfp, offset_fsb, &icur, &got))
254                 return 0;
255
256         do {
257                 if (got.br_startoff >= offset_fsb + count_fsb)
258                         break;
259                 if (got.br_state == XFS_EXT_NORM)
260                         continue;
261                 if (WARN_ON_ONCE(isnullstartblock(got.br_startblock)))
262                         return -EIO;
263
264                 xfs_trim_extent(&got, offset_fsb, count_fsb);
265                 if (!got.br_blockcount)
266                         continue;
267
268                 got.br_state = XFS_EXT_NORM;
269                 error = xfs_bmap_add_extent_unwritten_real(NULL, ip,
270                                 XFS_COW_FORK, &icur, &dummy_cur, &got,
271                                 &dummy_logflags);
272                 if (error)
273                         return error;
274         } while (xfs_iext_next_extent(ip->i_cowfp, &icur, &got));
275
276         return error;
277 }
278
279 /* Convert all of the unwritten CoW extents in a file's range to real ones. */
280 int
281 xfs_reflink_convert_cow(
282         struct xfs_inode        *ip,
283         xfs_off_t               offset,
284         xfs_off_t               count)
285 {
286         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
287         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
288         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count);
289         xfs_filblks_t           count_fsb = end_fsb - offset_fsb;
290         int                     error;
291
292         ASSERT(count != 0);
293
294         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
295         error = xfs_reflink_convert_cow_locked(ip, offset_fsb, count_fsb);
296         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
297         return error;
298 }
299
300 /*
301  * Find the extent that maps the given range in the COW fork. Even if the extent
302  * is not shared we might have a preallocation for it in the COW fork. If so we
303  * use it that rather than trigger a new allocation.
304  */
305 static int
306 xfs_find_trim_cow_extent(
307         struct xfs_inode        *ip,
308         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
309         struct xfs_bmbt_irec    *cmap,
310         bool                    *shared,
311         bool                    *found)
312 {
313         xfs_fileoff_t           offset_fsb = imap->br_startoff;
314         xfs_filblks_t           count_fsb = imap->br_blockcount;
315         struct xfs_iext_cursor  icur;
316
317         *found = false;
318
319         /*
320          * If we don't find an overlapping extent, trim the range we need to
321          * allocate to fit the hole we found.
322          */
323         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, ip->i_cowfp, offset_fsb, &icur, cmap))
324                 cmap->br_startoff = offset_fsb + count_fsb;
325         if (cmap->br_startoff > offset_fsb) {
326                 xfs_trim_extent(imap, imap->br_startoff,
327                                 cmap->br_startoff - imap->br_startoff);
328                 return xfs_bmap_trim_cow(ip, imap, shared);
329         }
330
331         *shared = true;
332         if (isnullstartblock(cmap->br_startblock)) {
333                 xfs_trim_extent(imap, cmap->br_startoff, cmap->br_blockcount);
334                 return 0;
335         }
336
337         /* real extent found - no need to allocate */
338         xfs_trim_extent(cmap, offset_fsb, count_fsb);
339         *found = true;
340         return 0;
341 }
342
343 /* Allocate all CoW reservations covering a range of blocks in a file. */
344 int
345 xfs_reflink_allocate_cow(
346         struct xfs_inode        *ip,
347         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
348         struct xfs_bmbt_irec    *cmap,
349         bool                    *shared,
350         uint                    *lockmode,
351         bool                    convert_now)
352 {
353         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
354         xfs_fileoff_t           offset_fsb = imap->br_startoff;
355         xfs_filblks_t           count_fsb = imap->br_blockcount;
356         struct xfs_trans        *tp;
357         int                     nimaps, error = 0;
358         bool                    found;
359         xfs_filblks_t           resaligned;
360         xfs_extlen_t            resblks = 0;
361
362         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL));
363         if (!ip->i_cowfp) {
364                 ASSERT(!xfs_is_reflink_inode(ip));
365                 xfs_ifork_init_cow(ip);
366         }
367
368         error = xfs_find_trim_cow_extent(ip, imap, cmap, shared, &found);
369         if (error || !*shared)
370                 return error;
371         if (found)
372                 goto convert;
373
374         resaligned = xfs_aligned_fsb_count(imap->br_startoff,
375                 imap->br_blockcount, xfs_get_cowextsz_hint(ip));
376         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
377
378         xfs_iunlock(ip, *lockmode);
379         *lockmode = 0;
380
381         error = xfs_trans_alloc_inode(ip, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
382                         false, &tp);
383         if (error)
384                 return error;
385
386         *lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
387
388         /*
389          * Check for an overlapping extent again now that we dropped the ilock.
390          */
391         error = xfs_find_trim_cow_extent(ip, imap, cmap, shared, &found);
392         if (error || !*shared)
393                 goto out_trans_cancel;
394         if (found) {
395                 xfs_trans_cancel(tp);
396                 goto convert;
397         }
398
399         /* Allocate the entire reservation as unwritten blocks. */
400         nimaps = 1;
401         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, imap->br_startoff, imap->br_blockcount,
402                         XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_PREALLOC, 0, cmap,
403                         &nimaps);
404         if (error)
405                 goto out_trans_cancel;
406
407         xfs_inode_set_cowblocks_tag(ip);
408         error = xfs_trans_commit(tp);
409         if (error)
410                 return error;
411
412         /*
413          * Allocation succeeded but the requested range was not even partially
414          * satisfied?  Bail out!
415          */
416         if (nimaps == 0)
417                 return -ENOSPC;
418 convert:
419         xfs_trim_extent(cmap, offset_fsb, count_fsb);
420         /*
421          * COW fork extents are supposed to remain unwritten until we're ready
422          * to initiate a disk write.  For direct I/O we are going to write the
423          * data and need the conversion, but for buffered writes we're done.
424          */
425         if (!convert_now || cmap->br_state == XFS_EXT_NORM)
426                 return 0;
427         trace_xfs_reflink_convert_cow(ip, cmap);
428         error = xfs_reflink_convert_cow_locked(ip, offset_fsb, count_fsb);
429         if (!error)
430                 cmap->br_state = XFS_EXT_NORM;
431         return error;
432
433 out_trans_cancel:
434         xfs_trans_cancel(tp);
435         return error;
436 }
437
438 /*
439  * Cancel CoW reservations for some block range of an inode.
440  *
441  * If cancel_real is true this function cancels all COW fork extents for the
442  * inode; if cancel_real is false, real extents are not cleared.
443  *
444  * Caller must have already joined the inode to the current transaction. The
445  * inode will be joined to the transaction returned to the caller.
446  */
447 int
448 xfs_reflink_cancel_cow_blocks(
449         struct xfs_inode                *ip,
450         struct xfs_trans                **tpp,
451         xfs_fileoff_t                   offset_fsb,
452         xfs_fileoff_t                   end_fsb,
453         bool                            cancel_real)
454 {
455         struct xfs_ifork                *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
456         struct xfs_bmbt_irec            got, del;
457         struct xfs_iext_cursor          icur;
458         int                             error = 0;
459
460         if (!xfs_inode_has_cow_data(ip))
461                 return 0;
462         if (!xfs_iext_lookup_extent_before(ip, ifp, &end_fsb, &icur, &got))
463                 return 0;
464
465         /* Walk backwards until we're out of the I/O range... */
466         while (got.br_startoff + got.br_blockcount > offset_fsb) {
467                 del = got;
468                 xfs_trim_extent(&del, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
469
470                 /* Extent delete may have bumped ext forward */
471                 if (!del.br_blockcount) {
472                         xfs_iext_prev(ifp, &icur);
473                         goto next_extent;
474                 }
475
476                 trace_xfs_reflink_cancel_cow(ip, &del);
477
478                 if (isnullstartblock(del.br_startblock)) {
479                         error = xfs_bmap_del_extent_delay(ip, XFS_COW_FORK,
480                                         &icur, &got, &del);
481                         if (error)
482                                 break;
483                 } else if (del.br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN || cancel_real) {
484                         ASSERT((*tpp)->t_firstblock == NULLFSBLOCK);
485
486                         /* Free the CoW orphan record. */
487                         xfs_refcount_free_cow_extent(*tpp, del.br_startblock,
488                                         del.br_blockcount);
489
490                         xfs_free_extent_later(*tpp, del.br_startblock,
491                                           del.br_blockcount, NULL);
492
493                         /* Roll the transaction */
494                         error = xfs_defer_finish(tpp);
495                         if (error)
496                                 break;
497
498                         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
499                         xfs_bmap_del_extent_cow(ip, &icur, &got, &del);
500
501                         /* Remove the quota reservation */
502                         error = xfs_quota_unreserve_blkres(ip,
503                                         del.br_blockcount);
504                         if (error)
505                                 break;
506                 } else {
507                         /* Didn't do anything, push cursor back. */
508                         xfs_iext_prev(ifp, &icur);
509                 }
510 next_extent:
511                 if (!xfs_iext_get_extent(ifp, &icur, &got))
512                         break;
513         }
514
515         /* clear tag if cow fork is emptied */
516         if (!ifp->if_bytes)
517                 xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
518         return error;
519 }
520
521 /*
522  * Cancel CoW reservations for some byte range of an inode.
523  *
524  * If cancel_real is true this function cancels all COW fork extents for the
525  * inode; if cancel_real is false, real extents are not cleared.
526  */
527 int
528 xfs_reflink_cancel_cow_range(
529         struct xfs_inode        *ip,
530         xfs_off_t               offset,
531         xfs_off_t               count,
532         bool                    cancel_real)
533 {
534         struct xfs_trans        *tp;
535         xfs_fileoff_t           offset_fsb;
536         xfs_fileoff_t           end_fsb;
537         int                     error;
538
539         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range(ip, offset, count);
540         ASSERT(ip->i_cowfp);
541
542         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
543         if (count == NULLFILEOFF)
544                 end_fsb = NULLFILEOFF;
545         else
546                 end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
547
548         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
549         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_write,
550                         0, 0, 0, &tp);
551         if (error)
552                 goto out;
553
554         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
555         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
556
557         /* Scrape out the old CoW reservations */
558         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, &tp, offset_fsb, end_fsb,
559                         cancel_real);
560         if (error)
561                 goto out_cancel;
562
563         error = xfs_trans_commit(tp);
564
565         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
566         return error;
567
568 out_cancel:
569         xfs_trans_cancel(tp);
570         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
571 out:
572         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range_error(ip, error, _RET_IP_);
573         return error;
574 }
575
576 /*
577  * Remap part of the CoW fork into the data fork.
578  *
579  * We aim to remap the range starting at @offset_fsb and ending at @end_fsb
580  * into the data fork; this function will remap what it can (at the end of the
581  * range) and update @end_fsb appropriately.  Each remap gets its own
582  * transaction because we can end up merging and splitting bmbt blocks for
583  * every remap operation and we'd like to keep the block reservation
584  * requirements as low as possible.
585  */
586 STATIC int
587 xfs_reflink_end_cow_extent(
588         struct xfs_inode        *ip,
589         xfs_fileoff_t           offset_fsb,
590         xfs_fileoff_t           *end_fsb)
591 {
592         struct xfs_bmbt_irec    got, del;
593         struct xfs_iext_cursor  icur;
594         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
595         struct xfs_trans        *tp;
596         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
597         xfs_filblks_t           rlen;
598         unsigned int            resblks;
599         int                     error;
600
601         /* No COW extents?  That's easy! */
602         if (ifp->if_bytes == 0) {
603                 *end_fsb = offset_fsb;
604                 return 0;
605         }
606
607         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
608         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0,
609                         XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
610         if (error)
611                 return error;
612
613         /*
614          * Lock the inode.  We have to ijoin without automatic unlock because
615          * the lead transaction is the refcountbt record deletion; the data
616          * fork update follows as a deferred log item.
617          */
618         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
619         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
620
621         error = xfs_iext_count_may_overflow(ip, XFS_DATA_FORK,
622                         XFS_IEXT_REFLINK_END_COW_CNT);
623         if (error)
624                 goto out_cancel;
625
626         /*
627          * In case of racing, overlapping AIO writes no COW extents might be
628          * left by the time I/O completes for the loser of the race.  In that
629          * case we are done.
630          */
631         if (!xfs_iext_lookup_extent_before(ip, ifp, end_fsb, &icur, &got) ||
632             got.br_startoff + got.br_blockcount <= offset_fsb) {
633                 *end_fsb = offset_fsb;
634                 goto out_cancel;
635         }
636
637         /*
638          * Structure copy @got into @del, then trim @del to the range that we
639          * were asked to remap.  We preserve @got for the eventual CoW fork
640          * deletion; from now on @del represents the mapping that we're
641          * actually remapping.
642          */
643         del = got;
644         xfs_trim_extent(&del, offset_fsb, *end_fsb - offset_fsb);
645
646         ASSERT(del.br_blockcount > 0);
647
648         /*
649          * Only remap real extents that contain data.  With AIO, speculative
650          * preallocations can leak into the range we are called upon, and we
651          * need to skip them.
652          */
653         if (!xfs_bmap_is_written_extent(&got)) {
654                 *end_fsb = del.br_startoff;
655                 goto out_cancel;
656         }
657
658         /* Unmap the old blocks in the data fork. */
659         rlen = del.br_blockcount;
660         error = __xfs_bunmapi(tp, ip, del.br_startoff, &rlen, 0, 1);
661         if (error)
662                 goto out_cancel;
663
664         /* Trim the extent to whatever got unmapped. */
665         xfs_trim_extent(&del, del.br_startoff + rlen, del.br_blockcount - rlen);
666         trace_xfs_reflink_cow_remap(ip, &del);
667
668         /* Free the CoW orphan record. */
669         xfs_refcount_free_cow_extent(tp, del.br_startblock, del.br_blockcount);
670
671         /* Map the new blocks into the data fork. */
672         xfs_bmap_map_extent(tp, ip, &del);
673
674         /* Charge this new data fork mapping to the on-disk quota. */
675         xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_DELBCOUNT,
676                         (long)del.br_blockcount);
677
678         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
679         xfs_bmap_del_extent_cow(ip, &icur, &got, &del);
680
681         error = xfs_trans_commit(tp);
682         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
683         if (error)
684                 return error;
685
686         /* Update the caller about how much progress we made. */
687         *end_fsb = del.br_startoff;
688         return 0;
689
690 out_cancel:
691         xfs_trans_cancel(tp);
692         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
693         return error;
694 }
695
696 /*
697  * Remap parts of a file's data fork after a successful CoW.
698  */
699 int
700 xfs_reflink_end_cow(
701         struct xfs_inode                *ip,
702         xfs_off_t                       offset,
703         xfs_off_t                       count)
704 {
705         xfs_fileoff_t                   offset_fsb;
706         xfs_fileoff_t                   end_fsb;
707         int                             error = 0;
708
709         trace_xfs_reflink_end_cow(ip, offset, count);
710
711         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
712         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
713
714         /*
715          * Walk backwards until we're out of the I/O range.  The loop function
716          * repeatedly cycles the ILOCK to allocate one transaction per remapped
717          * extent.
718          *
719          * If we're being called by writeback then the pages will still
720          * have PageWriteback set, which prevents races with reflink remapping
721          * and truncate.  Reflink remapping prevents races with writeback by
722          * taking the iolock and mmaplock before flushing the pages and
723          * remapping, which means there won't be any further writeback or page
724          * cache dirtying until the reflink completes.
725          *
726          * We should never have two threads issuing writeback for the same file
727          * region.  There are also have post-eof checks in the writeback
728          * preparation code so that we don't bother writing out pages that are
729          * about to be truncated.
730          *
731          * If we're being called as part of directio write completion, the dio
732          * count is still elevated, which reflink and truncate will wait for.
733          * Reflink remapping takes the iolock and mmaplock and waits for
734          * pending dio to finish, which should prevent any directio until the
735          * remap completes.  Multiple concurrent directio writes to the same
736          * region are handled by end_cow processing only occurring for the
737          * threads which succeed; the outcome of multiple overlapping direct
738          * writes is not well defined anyway.
739          *
740          * It's possible that a buffered write and a direct write could collide
741          * here (the buffered write stumbles in after the dio flushes and
742          * invalidates the page cache and immediately queues writeback), but we
743          * have never supported this 100%.  If either disk write succeeds the
744          * blocks will be remapped.
745          */
746         while (end_fsb > offset_fsb && !error)
747                 error = xfs_reflink_end_cow_extent(ip, offset_fsb, &end_fsb);
748
749         if (error)
750                 trace_xfs_reflink_end_cow_error(ip, error, _RET_IP_);
751         return error;
752 }
753
754 /*
755  * Free all CoW staging blocks that are still referenced by the ondisk refcount
756  * metadata.  The ondisk metadata does not track which inode created the
757  * staging extent, so callers must ensure that there are no cached inodes with
758  * live CoW staging extents.
759  */
760 int
761 xfs_reflink_recover_cow(
762         struct xfs_mount        *mp)
763 {
764         struct xfs_perag        *pag;
765         xfs_agnumber_t          agno;
766         int                     error = 0;
767
768         if (!xfs_has_reflink(mp))
769                 return 0;
770
771         for_each_perag(mp, agno, pag) {
772                 error = xfs_refcount_recover_cow_leftovers(mp, pag);
773                 if (error) {
774                         xfs_perag_put(pag);
775                         break;
776                 }
777         }
778
779         return error;
780 }
781
782 /*
783  * Reflinking (Block) Ranges of Two Files Together
784  *
785  * First, ensure that the reflink flag is set on both inodes.  The flag is an
786  * optimization to avoid unnecessary refcount btree lookups in the write path.
787  *
788  * Now we can iteratively remap the range of extents (and holes) in src to the
789  * corresponding ranges in dest.  Let drange and srange denote the ranges of
790  * logical blocks in dest and src touched by the reflink operation.
791  *
792  * While the length of drange is greater than zero,
793  *    - Read src's bmbt at the start of srange ("imap")
794  *    - If imap doesn't exist, make imap appear to start at the end of srange
795  *      with zero length.
796  *    - If imap starts before srange, advance imap to start at srange.
797  *    - If imap goes beyond srange, truncate imap to end at the end of srange.
798  *    - Punch (imap start - srange start + imap len) blocks from dest at
799  *      offset (drange start).
800  *    - If imap points to a real range of pblks,
801  *         > Increase the refcount of the imap's pblks
802  *         > Map imap's pblks into dest at the offset
803  *           (drange start + imap start - srange start)
804  *    - Advance drange and srange by (imap start - srange start + imap len)
805  *
806  * Finally, if the reflink made dest longer, update both the in-core and
807  * on-disk file sizes.
808  *
809  * ASCII Art Demonstration:
810  *
811  * Let's say we want to reflink this source file:
812  *
813  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS (src file)
814  *   <-------------------->
815  *
816  * into this destination file:
817  *
818  * --DDDDDDDDDDDDDDDDDDD--DDD (dest file)
819  *        <-------------------->
820  * '-' means a hole, and 'S' and 'D' are written blocks in the src and dest.
821  * Observe that the range has different logical offsets in either file.
822  *
823  * Consider that the first extent in the source file doesn't line up with our
824  * reflink range.  Unmapping  and remapping are separate operations, so we can
825  * unmap more blocks from the destination file than we remap.
826  *
827  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
828  *   <------->
829  * --DDDDD---------DDDDD--DDD
830  *        <------->
831  *
832  * Now remap the source extent into the destination file:
833  *
834  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
835  *   <------->
836  * --DDDDD--SSSSSSSDDDDD--DDD
837  *        <------->
838  *
839  * Do likewise with the second hole and extent in our range.  Holes in the
840  * unmap range don't affect our operation.
841  *
842  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
843  *            <---->
844  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS-DDD
845  *                 <---->
846  *
847  * Finally, unmap and remap part of the third extent.  This will increase the
848  * size of the destination file.
849  *
850  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
851  *                  <----->
852  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS----SSS
853  *                       <----->
854  *
855  * Once we update the destination file's i_size, we're done.
856  */
857
858 /*
859  * Ensure the reflink bit is set in both inodes.
860  */
861 STATIC int
862 xfs_reflink_set_inode_flag(
863         struct xfs_inode        *src,
864         struct xfs_inode        *dest)
865 {
866         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
867         int                     error;
868         struct xfs_trans        *tp;
869
870         if (xfs_is_reflink_inode(src) && xfs_is_reflink_inode(dest))
871                 return 0;
872
873         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
874         if (error)
875                 goto out_error;
876
877         /* Lock both files against IO */
878         if (src->i_ino == dest->i_ino)
879                 xfs_ilock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
880         else
881                 xfs_lock_two_inodes(src, XFS_ILOCK_EXCL, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
882
883         if (!xfs_is_reflink_inode(src)) {
884                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(src);
885                 xfs_trans_ijoin(tp, src, XFS_ILOCK_EXCL);
886                 src->i_diflags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
887                 xfs_trans_log_inode(tp, src, XFS_ILOG_CORE);
888                 xfs_ifork_init_cow(src);
889         } else
890                 xfs_iunlock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
891
892         if (src->i_ino == dest->i_ino)
893                 goto commit_flags;
894
895         if (!xfs_is_reflink_inode(dest)) {
896                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(dest);
897                 xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
898                 dest->i_diflags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
899                 xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
900                 xfs_ifork_init_cow(dest);
901         } else
902                 xfs_iunlock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
903
904 commit_flags:
905         error = xfs_trans_commit(tp);
906         if (error)
907                 goto out_error;
908         return error;
909
910 out_error:
911         trace_xfs_reflink_set_inode_flag_error(dest, error, _RET_IP_);
912         return error;
913 }
914
915 /*
916  * Update destination inode size & cowextsize hint, if necessary.
917  */
918 int
919 xfs_reflink_update_dest(
920         struct xfs_inode        *dest,
921         xfs_off_t               newlen,
922         xfs_extlen_t            cowextsize,
923         unsigned int            remap_flags)
924 {
925         struct xfs_mount        *mp = dest->i_mount;
926         struct xfs_trans        *tp;
927         int                     error;
928
929         if (newlen <= i_size_read(VFS_I(dest)) && cowextsize == 0)
930                 return 0;
931
932         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
933         if (error)
934                 goto out_error;
935
936         xfs_ilock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
937         xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
938
939         if (newlen > i_size_read(VFS_I(dest))) {
940                 trace_xfs_reflink_update_inode_size(dest, newlen);
941                 i_size_write(VFS_I(dest), newlen);
942                 dest->i_disk_size = newlen;
943         }
944
945         if (cowextsize) {
946                 dest->i_cowextsize = cowextsize;
947                 dest->i_diflags2 |= XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE;
948         }
949
950         xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
951
952         error = xfs_trans_commit(tp);
953         if (error)
954                 goto out_error;
955         return error;
956
957 out_error:
958         trace_xfs_reflink_update_inode_size_error(dest, error, _RET_IP_);
959         return error;
960 }
961
962 /*
963  * Do we have enough reserve in this AG to handle a reflink?  The refcount
964  * btree already reserved all the space it needs, but the rmap btree can grow
965  * infinitely, so we won't allow more reflinks when the AG is down to the
966  * btree reserves.
967  */
968 static int
969 xfs_reflink_ag_has_free_space(
970         struct xfs_mount        *mp,
971         xfs_agnumber_t          agno)
972 {
973         struct xfs_perag        *pag;
974         int                     error = 0;
975
976         if (!xfs_has_rmapbt(mp))
977                 return 0;
978
979         pag = xfs_perag_get(mp, agno);
980         if (xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_RMAPBT) ||
981             xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_METADATA))
982                 error = -ENOSPC;
983         xfs_perag_put(pag);
984         return error;
985 }
986
987 /*
988  * Remap the given extent into the file.  The dmap blockcount will be set to
989  * the number of blocks that were actually remapped.
990  */
991 STATIC int
992 xfs_reflink_remap_extent(
993         struct xfs_inode        *ip,
994         struct xfs_bmbt_irec    *dmap,
995         xfs_off_t               new_isize)
996 {
997         struct xfs_bmbt_irec    smap;
998         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
999         struct xfs_trans        *tp;
1000         xfs_off_t               newlen;
1001         int64_t                 qdelta = 0;
1002         unsigned int            resblks;
1003         bool                    quota_reserved = true;
1004         bool                    smap_real;
1005         bool                    dmap_written = xfs_bmap_is_written_extent(dmap);
1006         int                     iext_delta = 0;
1007         int                     nimaps;
1008         int                     error;
1009
1010         /*
1011          * Start a rolling transaction to switch the mappings.
1012          *
1013          * Adding a written extent to the extent map can cause a bmbt split,
1014          * and removing a mapped extent from the extent can cause a bmbt split.
1015          * The two operations cannot both cause a split since they operate on
1016          * the same index in the bmap btree, so we only need a reservation for
1017          * one bmbt split if either thing is happening.  However, we haven't
1018          * locked the inode yet, so we reserve assuming this is the case.
1019          *
1020          * The first allocation call tries to reserve enough space to handle
1021          * mapping dmap into a sparse part of the file plus the bmbt split.  We
1022          * haven't locked the inode or read the existing mapping yet, so we do
1023          * not know for sure that we need the space.  This should succeed most
1024          * of the time.
1025          *
1026          * If the first attempt fails, try again but reserving only enough
1027          * space to handle a bmbt split.  This is the hard minimum requirement,
1028          * and we revisit quota reservations later when we know more about what
1029          * we're remapping.
1030          */
1031         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK);
1032         error = xfs_trans_alloc_inode(ip, &M_RES(mp)->tr_write,
1033                         resblks + dmap->br_blockcount, 0, false, &tp);
1034         if (error == -EDQUOT || error == -ENOSPC) {
1035                 quota_reserved = false;
1036                 error = xfs_trans_alloc_inode(ip, &M_RES(mp)->tr_write,
1037                                 resblks, 0, false, &tp);
1038         }
1039         if (error)
1040                 goto out;
1041
1042         /*
1043          * Read what's currently mapped in the destination file into smap.
1044          * If smap isn't a hole, we will have to remove it before we can add
1045          * dmap to the destination file.
1046          */
1047         nimaps = 1;
1048         error = xfs_bmapi_read(ip, dmap->br_startoff, dmap->br_blockcount,
1049                         &smap, &nimaps, 0);
1050         if (error)
1051                 goto out_cancel;
1052         ASSERT(nimaps == 1 && smap.br_startoff == dmap->br_startoff);
1053         smap_real = xfs_bmap_is_real_extent(&smap);
1054
1055         /*
1056          * We can only remap as many blocks as the smaller of the two extent
1057          * maps, because we can only remap one extent at a time.
1058          */
1059         dmap->br_blockcount = min(dmap->br_blockcount, smap.br_blockcount);
1060         ASSERT(dmap->br_blockcount == smap.br_blockcount);
1061
1062         trace_xfs_reflink_remap_extent_dest(ip, &smap);
1063
1064         /*
1065          * Two extents mapped to the same physical block must not have
1066          * different states; that's filesystem corruption.  Move on to the next
1067          * extent if they're both holes or both the same physical extent.
1068          */
1069         if (dmap->br_startblock == smap.br_startblock) {
1070                 if (dmap->br_state != smap.br_state)
1071                         error = -EFSCORRUPTED;
1072                 goto out_cancel;
1073         }
1074
1075         /* If both extents are unwritten, leave them alone. */
1076         if (dmap->br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN &&
1077             smap.br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
1078                 goto out_cancel;
1079
1080         /* No reflinking if the AG of the dest mapping is low on space. */
1081         if (dmap_written) {
1082                 error = xfs_reflink_ag_has_free_space(mp,
1083                                 XFS_FSB_TO_AGNO(mp, dmap->br_startblock));
1084                 if (error)
1085                         goto out_cancel;
1086         }
1087
1088         /*
1089          * Increase quota reservation if we think the quota block counter for
1090          * this file could increase.
1091          *
1092          * If we are mapping a written extent into the file, we need to have
1093          * enough quota block count reservation to handle the blocks in that
1094          * extent.  We log only the delta to the quota block counts, so if the
1095          * extent we're unmapping also has blocks allocated to it, we don't
1096          * need a quota reservation for the extent itself.
1097          *
1098          * Note that if we're replacing a delalloc reservation with a written
1099          * extent, we have to take the full quota reservation because removing
1100          * the delalloc reservation gives the block count back to the quota
1101          * count.  This is suboptimal, but the VFS flushed the dest range
1102          * before we started.  That should have removed all the delalloc
1103          * reservations, but we code defensively.
1104          *
1105          * xfs_trans_alloc_inode above already tried to grab an even larger
1106          * quota reservation, and kicked off a blockgc scan if it couldn't.
1107          * If we can't get a potentially smaller quota reservation now, we're
1108          * done.
1109          */
1110         if (!quota_reserved && !smap_real && dmap_written) {
1111                 error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip,
1112                                 dmap->br_blockcount, 0, false);
1113                 if (error)
1114                         goto out_cancel;
1115         }
1116
1117         if (smap_real)
1118                 ++iext_delta;
1119
1120         if (dmap_written)
1121                 ++iext_delta;
1122
1123         error = xfs_iext_count_may_overflow(ip, XFS_DATA_FORK, iext_delta);
1124         if (error)
1125                 goto out_cancel;
1126
1127         if (smap_real) {
1128                 /*
1129                  * If the extent we're unmapping is backed by storage (written
1130                  * or not), unmap the extent and drop its refcount.
1131                  */
1132                 xfs_bmap_unmap_extent(tp, ip, &smap);
1133                 xfs_refcount_decrease_extent(tp, &smap);
1134                 qdelta -= smap.br_blockcount;
1135         } else if (smap.br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
1136                 xfs_filblks_t   len = smap.br_blockcount;
1137
1138                 /*
1139                  * If the extent we're unmapping is a delalloc reservation,
1140                  * we can use the regular bunmapi function to release the
1141                  * incore state.  Dropping the delalloc reservation takes care
1142                  * of the quota reservation for us.
1143                  */
1144                 error = __xfs_bunmapi(NULL, ip, smap.br_startoff, &len, 0, 1);
1145                 if (error)
1146                         goto out_cancel;
1147                 ASSERT(len == 0);
1148         }
1149
1150         /*
1151          * If the extent we're sharing is backed by written storage, increase
1152          * its refcount and map it into the file.
1153          */
1154         if (dmap_written) {
1155                 xfs_refcount_increase_extent(tp, dmap);
1156                 xfs_bmap_map_extent(tp, ip, dmap);
1157                 qdelta += dmap->br_blockcount;
1158         }
1159
1160         xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_BCOUNT, qdelta);
1161
1162         /* Update dest isize if needed. */
1163         newlen = XFS_FSB_TO_B(mp, dmap->br_startoff + dmap->br_blockcount);
1164         newlen = min_t(xfs_off_t, newlen, new_isize);
1165         if (newlen > i_size_read(VFS_I(ip))) {
1166                 trace_xfs_reflink_update_inode_size(ip, newlen);
1167                 i_size_write(VFS_I(ip), newlen);
1168                 ip->i_disk_size = newlen;
1169                 xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1170         }
1171
1172         /* Commit everything and unlock. */
1173         error = xfs_trans_commit(tp);
1174         goto out_unlock;
1175
1176 out_cancel:
1177         xfs_trans_cancel(tp);
1178 out_unlock:
1179         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1180 out:
1181         if (error)
1182                 trace_xfs_reflink_remap_extent_error(ip, error, _RET_IP_);
1183         return error;
1184 }
1185
1186 /* Remap a range of one file to the other. */
1187 int
1188 xfs_reflink_remap_blocks(
1189         struct xfs_inode        *src,
1190         loff_t                  pos_in,
1191         struct xfs_inode        *dest,
1192         loff_t                  pos_out,
1193         loff_t                  remap_len,
1194         loff_t                  *remapped)
1195 {
1196         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1197         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
1198         xfs_fileoff_t           srcoff = XFS_B_TO_FSBT(mp, pos_in);
1199         xfs_fileoff_t           destoff = XFS_B_TO_FSBT(mp, pos_out);
1200         xfs_filblks_t           len;
1201         xfs_filblks_t           remapped_len = 0;
1202         xfs_off_t               new_isize = pos_out + remap_len;
1203         int                     nimaps;
1204         int                     error = 0;
1205
1206         len = min_t(xfs_filblks_t, XFS_B_TO_FSB(mp, remap_len),
1207                         XFS_MAX_FILEOFF);
1208
1209         trace_xfs_reflink_remap_blocks(src, srcoff, len, dest, destoff);
1210
1211         while (len > 0) {
1212                 unsigned int    lock_mode;
1213
1214                 /* Read extent from the source file */
1215                 nimaps = 1;
1216                 lock_mode = xfs_ilock_data_map_shared(src);
1217                 error = xfs_bmapi_read(src, srcoff, len, &imap, &nimaps, 0);
1218                 xfs_iunlock(src, lock_mode);
1219                 if (error)
1220                         break;
1221                 /*
1222                  * The caller supposedly flushed all dirty pages in the source
1223                  * file range, which means that writeback should have allocated
1224                  * or deleted all delalloc reservations in that range.  If we
1225                  * find one, that's a good sign that something is seriously
1226                  * wrong here.
1227                  */
1228                 ASSERT(nimaps == 1 && imap.br_startoff == srcoff);
1229                 if (imap.br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
1230                         ASSERT(imap.br_startblock != DELAYSTARTBLOCK);
1231                         error = -EFSCORRUPTED;
1232                         break;
1233                 }
1234
1235                 trace_xfs_reflink_remap_extent_src(src, &imap);
1236
1237                 /* Remap into the destination file at the given offset. */
1238                 imap.br_startoff = destoff;
1239                 error = xfs_reflink_remap_extent(dest, &imap, new_isize);
1240                 if (error)
1241                         break;
1242
1243                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1244                         error = -EINTR;
1245                         break;
1246                 }
1247
1248                 /* Advance drange/srange */
1249                 srcoff += imap.br_blockcount;
1250                 destoff += imap.br_blockcount;
1251                 len -= imap.br_blockcount;
1252                 remapped_len += imap.br_blockcount;
1253         }
1254
1255         if (error)
1256                 trace_xfs_reflink_remap_blocks_error(dest, error, _RET_IP_);
1257         *remapped = min_t(loff_t, remap_len,
1258                           XFS_FSB_TO_B(src->i_mount, remapped_len));
1259         return error;
1260 }
1261
1262 /*
1263  * If we're reflinking to a point past the destination file's EOF, we must
1264  * zero any speculative post-EOF preallocations that sit between the old EOF
1265  * and the destination file offset.
1266  */
1267 static int
1268 xfs_reflink_zero_posteof(
1269         struct xfs_inode        *ip,
1270         loff_t                  pos)
1271 {
1272         loff_t                  isize = i_size_read(VFS_I(ip));
1273
1274         if (pos <= isize)
1275                 return 0;
1276
1277         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, pos - isize);
1278         return xfs_zero_range(ip, isize, pos - isize, NULL);
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Prepare two files for range cloning.  Upon a successful return both inodes
1283  * will have the iolock and mmaplock held, the page cache of the out file will
1284  * be truncated, and any leases on the out file will have been broken.  This
1285  * function borrows heavily from xfs_file_aio_write_checks.
1286  *
1287  * The VFS allows partial EOF blocks to "match" for dedupe even though it hasn't
1288  * checked that the bytes beyond EOF physically match. Hence we cannot use the
1289  * EOF block in the source dedupe range because it's not a complete block match,
1290  * hence can introduce a corruption into the file that has it's block replaced.
1291  *
1292  * In similar fashion, the VFS file cloning also allows partial EOF blocks to be
1293  * "block aligned" for the purposes of cloning entire files.  However, if the
1294  * source file range includes the EOF block and it lands within the existing EOF
1295  * of the destination file, then we can expose stale data from beyond the source
1296  * file EOF in the destination file.
1297  *
1298  * XFS doesn't support partial block sharing, so in both cases we have check
1299  * these cases ourselves. For dedupe, we can simply round the length to dedupe
1300  * down to the previous whole block and ignore the partial EOF block. While this
1301  * means we can't dedupe the last block of a file, this is an acceptible
1302  * tradeoff for simplicity on implementation.
1303  *
1304  * For cloning, we want to share the partial EOF block if it is also the new EOF
1305  * block of the destination file. If the partial EOF block lies inside the
1306  * existing destination EOF, then we have to abort the clone to avoid exposing
1307  * stale data in the destination file. Hence we reject these clone attempts with
1308  * -EINVAL in this case.
1309  */
1310 int
1311 xfs_reflink_remap_prep(
1312         struct file             *file_in,
1313         loff_t                  pos_in,
1314         struct file             *file_out,
1315         loff_t                  pos_out,
1316         loff_t                  *len,
1317         unsigned int            remap_flags)
1318 {
1319         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1320         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1321         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1322         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1323         int                     ret;
1324
1325         /* Lock both files against IO */
1326         ret = xfs_ilock2_io_mmap(src, dest);
1327         if (ret)
1328                 return ret;
1329
1330         /* Check file eligibility and prepare for block sharing. */
1331         ret = -EINVAL;
1332         /* Don't reflink realtime inodes */
1333         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(src) || XFS_IS_REALTIME_INODE(dest))
1334                 goto out_unlock;
1335
1336         /* Don't share DAX file data for now. */
1337         if (IS_DAX(inode_in) || IS_DAX(inode_out))
1338                 goto out_unlock;
1339
1340         ret = generic_remap_file_range_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1341                         len, remap_flags);
1342         if (ret || *len == 0)
1343                 goto out_unlock;
1344
1345         /* Attach dquots to dest inode before changing block map */
1346         ret = xfs_qm_dqattach(dest);
1347         if (ret)
1348                 goto out_unlock;
1349
1350         /*
1351          * Zero existing post-eof speculative preallocations in the destination
1352          * file.
1353          */
1354         ret = xfs_reflink_zero_posteof(dest, pos_out);
1355         if (ret)
1356                 goto out_unlock;
1357
1358         /* Set flags and remap blocks. */
1359         ret = xfs_reflink_set_inode_flag(src, dest);
1360         if (ret)
1361                 goto out_unlock;
1362
1363         /*
1364          * If pos_out > EOF, we may have dirtied blocks between EOF and
1365          * pos_out. In that case, we need to extend the flush and unmap to cover
1366          * from EOF to the end of the copy length.
1367          */
1368         if (pos_out > XFS_ISIZE(dest)) {
1369                 loff_t  flen = *len + (pos_out - XFS_ISIZE(dest));
1370                 ret = xfs_flush_unmap_range(dest, XFS_ISIZE(dest), flen);
1371         } else {
1372                 ret = xfs_flush_unmap_range(dest, pos_out, *len);
1373         }
1374         if (ret)
1375                 goto out_unlock;
1376
1377         return 0;
1378 out_unlock:
1379         xfs_iunlock2_io_mmap(src, dest);
1380         return ret;
1381 }
1382
1383 /* Does this inode need the reflink flag? */
1384 int
1385 xfs_reflink_inode_has_shared_extents(
1386         struct xfs_trans                *tp,
1387         struct xfs_inode                *ip,
1388         bool                            *has_shared)
1389 {
1390         struct xfs_bmbt_irec            got;
1391         struct xfs_mount                *mp = ip->i_mount;
1392         struct xfs_ifork                *ifp;
1393         xfs_agnumber_t                  agno;
1394         xfs_agblock_t                   agbno;
1395         xfs_extlen_t                    aglen;
1396         xfs_agblock_t                   rbno;
1397         xfs_extlen_t                    rlen;
1398         struct xfs_iext_cursor          icur;
1399         bool                            found;
1400         int                             error;
1401
1402         ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
1403         error = xfs_iread_extents(tp, ip, XFS_DATA_FORK);
1404         if (error)
1405                 return error;
1406
1407         *has_shared = false;
1408         found = xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, 0, &icur, &got);
1409         while (found) {
1410                 if (isnullstartblock(got.br_startblock) ||
1411                     got.br_state != XFS_EXT_NORM)
1412                         goto next;
1413                 agno = XFS_FSB_TO_AGNO(mp, got.br_startblock);
1414                 agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(mp, got.br_startblock);
1415                 aglen = got.br_blockcount;
1416
1417                 error = xfs_reflink_find_shared(mp, tp, agno, agbno, aglen,
1418                                 &rbno, &rlen, false);
1419                 if (error)
1420                         return error;
1421                 /* Is there still a shared block here? */
1422                 if (rbno != NULLAGBLOCK) {
1423                         *has_shared = true;
1424                         return 0;
1425                 }
1426 next:
1427                 found = xfs_iext_next_extent(ifp, &icur, &got);
1428         }
1429
1430         return 0;
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Clear the inode reflink flag if there are no shared extents.
1435  *
1436  * The caller is responsible for joining the inode to the transaction passed in.
1437  * The inode will be joined to the transaction that is returned to the caller.
1438  */
1439 int
1440 xfs_reflink_clear_inode_flag(
1441         struct xfs_inode        *ip,
1442         struct xfs_trans        **tpp)
1443 {
1444         bool                    needs_flag;
1445         int                     error = 0;
1446
1447         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
1448
1449         error = xfs_reflink_inode_has_shared_extents(*tpp, ip, &needs_flag);
1450         if (error || needs_flag)
1451                 return error;
1452
1453         /*
1454          * We didn't find any shared blocks so turn off the reflink flag.
1455          * First, get rid of any leftover CoW mappings.
1456          */
1457         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, tpp, 0, XFS_MAX_FILEOFF,
1458                         true);
1459         if (error)
1460                 return error;
1461
1462         /* Clear the inode flag. */
1463         trace_xfs_reflink_unset_inode_flag(ip);
1464         ip->i_diflags2 &= ~XFS_DIFLAG2_REFLINK;
1465         xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
1466         xfs_trans_log_inode(*tpp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1467
1468         return error;
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Clear the inode reflink flag if there are no shared extents and the size
1473  * hasn't changed.
1474  */
1475 STATIC int
1476 xfs_reflink_try_clear_inode_flag(
1477         struct xfs_inode        *ip)
1478 {
1479         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1480         struct xfs_trans        *tp;
1481         int                     error = 0;
1482
1483         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
1484         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0, 0, 0, &tp);
1485         if (error)
1486                 return error;
1487
1488         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1489         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
1490
1491         error = xfs_reflink_clear_inode_flag(ip, &tp);
1492         if (error)
1493                 goto cancel;
1494
1495         error = xfs_trans_commit(tp);
1496         if (error)
1497                 goto out;
1498
1499         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1500         return 0;
1501 cancel:
1502         xfs_trans_cancel(tp);
1503 out:
1504         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1505         return error;
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Pre-COW all shared blocks within a given byte range of a file and turn off
1510  * the reflink flag if we unshare all of the file's blocks.
1511  */
1512 int
1513 xfs_reflink_unshare(
1514         struct xfs_inode        *ip,
1515         xfs_off_t               offset,
1516         xfs_off_t               len)
1517 {
1518         struct inode            *inode = VFS_I(ip);
1519         int                     error;
1520
1521         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
1522                 return 0;
1523
1524         trace_xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
1525
1526         inode_dio_wait(inode);
1527
1528         error = iomap_file_unshare(inode, offset, len,
1529                         &xfs_buffered_write_iomap_ops);
1530         if (error)
1531                 goto out;
1532
1533         error = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, offset,
1534                         offset + len - 1);
1535         if (error)
1536                 goto out;
1537
1538         /* Turn off the reflink flag if possible. */
1539         error = xfs_reflink_try_clear_inode_flag(ip);
1540         if (error)
1541                 goto out;
1542         return 0;
1543
1544 out:
1545         trace_xfs_reflink_unshare_error(ip, error, _RET_IP_);
1546         return error;
1547 }