fs/xfs/xfs_reflink.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2016 Oracle.  All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Author: Darrick J. Wong <darrick.wong@oracle.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   8  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
   9  * of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  18  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  19  */
  20 #include "xfs.h"
  21 #include "xfs_fs.h"
  22 #include "xfs_shared.h"
  23 #include "xfs_format.h"
  24 #include "xfs_log_format.h"
  25 #include "xfs_trans_resv.h"
  26 #include "xfs_mount.h"
  27 #include "xfs_defer.h"
  28 #include "xfs_da_format.h"
  29 #include "xfs_da_btree.h"
  30 #include "xfs_inode.h"
  31 #include "xfs_trans.h"
  32 #include "xfs_inode_item.h"
  33 #include "xfs_bmap.h"
  34 #include "xfs_bmap_util.h"
  35 #include "xfs_error.h"
  36 #include "xfs_dir2.h"
  37 #include "xfs_dir2_priv.h"
  38 #include "xfs_ioctl.h"
  39 #include "xfs_trace.h"
  40 #include "xfs_log.h"
  41 #include "xfs_icache.h"
  42 #include "xfs_pnfs.h"
  43 #include "xfs_btree.h"
  44 #include "xfs_refcount_btree.h"
  45 #include "xfs_refcount.h"
  46 #include "xfs_bmap_btree.h"
  47 #include "xfs_trans_space.h"
  48 #include "xfs_bit.h"
  49 #include "xfs_alloc.h"
  50 #include "xfs_quota_defs.h"
  51 #include "xfs_quota.h"
  52 #include "xfs_btree.h"
  53 #include "xfs_bmap_btree.h"
  54 #include "xfs_reflink.h"
  55 #include "xfs_iomap.h"
  56 #include "xfs_rmap_btree.h"
  57 #include "xfs_sb.h"
  58 #include "xfs_ag_resv.h"
  59
  60 /*
  61  * Copy on Write of Shared Blocks
  62  *
  63  * XFS must preserve "the usual" file semantics even when two files share
  64  * the same physical blocks.  This means that a write to one file must not
  65  * alter the blocks in a different file; the way that we'll do that is
  66  * through the use of a copy-on-write mechanism.  At a high level, that
  67  * means that when we want to write to a shared block, we allocate a new
  68  * block, write the data to the new block, and if that succeeds we map the
  69  * new block into the file.
  70  *
  71  * XFS provides a "delayed allocation" mechanism that defers the allocation
  72  * of disk blocks to dirty-but-not-yet-mapped file blocks as long as
  73  * possible.  This reduces fragmentation by enabling the filesystem to ask
  74  * for bigger chunks less often, which is exactly what we want for CoW.
  75  *
  76  * The delalloc mechanism begins when the kernel wants to make a block
  77  * writable (write_begin or page_mkwrite).  If the offset is not mapped, we
  78  * create a delalloc mapping, which is a regular in-core extent, but without
  79  * a real startblock.  (For delalloc mappings, the startblock encodes both
  80  * a flag that this is a delalloc mapping, and a worst-case estimate of how
  81  * many blocks might be required to put the mapping into the BMBT.)  delalloc
  82  * mappings are a reservation against the free space in the filesystem;
  83  * adjacent mappings can also be combined into fewer larger mappings.
  84  *
  85  * When dirty pages are being written out (typically in writepage), the
  86  * delalloc reservations are converted into real mappings by allocating
  87  * blocks and replacing the delalloc mapping with real ones.  A delalloc
  88  * mapping can be replaced by several real ones if the free space is
  89  * fragmented.
  90  *
  91  * We want to adapt the delalloc mechanism for copy-on-write, since the
  92  * write paths are similar.  The first two steps (creating the reservation
  93  * and allocating the blocks) are exactly the same as delalloc except that
  94  * the mappings must be stored in a separate CoW fork because we do not want
  95  * to disturb the mapping in the data fork until we're sure that the write
  96  * succeeded.  IO completion in this case is the process of removing the old
  97  * mapping from the data fork and moving the new mapping from the CoW fork to
  98  * the data fork.  This will be discussed shortly.
  99  *
 100  * For now, unaligned directio writes will be bounced back to the page cache.
 101  * Block-aligned directio writes will use the same mechanism as buffered
 102  * writes.
 103  *
 104  * CoW remapping must be done after the data block write completes,
 105  * because we don't want to destroy the old data fork map until we're sure
 106  * the new block has been written.  Since the new mappings are kept in a
 107  * separate fork, we can simply iterate these mappings to find the ones
 108  * that cover the file blocks that we just CoW'd.  For each extent, simply
 109  * unmap the corresponding range in the data fork, map the new range into
 110  * the data fork, and remove the extent from the CoW fork.
 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         xfs_agnumber_t          agno,
 132         xfs_agblock_t           agbno,
 133         xfs_extlen_t            aglen,
 134         xfs_agblock_t           *fbno,
 135         xfs_extlen_t            *flen,
 136         bool                    find_end_of_shared)
 137 {
 138         struct xfs_buf          *agbp;
 139         struct xfs_btree_cur    *cur;
 140         int                     error;
 141
 142         error = xfs_alloc_read_agf(mp, NULL, agno, 0, &agbp);
 143         if (error)
 144                 return error;
 145
 146         cur = xfs_refcountbt_init_cursor(mp, NULL, agbp, agno, NULL);
 147
 148         error = xfs_refcount_find_shared(cur, agbno, aglen, fbno, flen,
 149                         find_end_of_shared);
 150
 151         xfs_btree_del_cursor(cur, error ? XFS_BTREE_ERROR : XFS_BTREE_NOERROR);
 152
 153         xfs_buf_relse(agbp);
 154         return error;
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Trim the mapping to the next block where there's a change in the
 159  * shared/unshared status.  More specifically, this means that we
 160  * find the lowest-numbered extent of shared blocks that coincides with
 161  * the given block mapping.  If the shared extent overlaps the start of
 162  * the mapping, trim the mapping to the end of the shared extent.  If
 163  * the shared region intersects the mapping, trim the mapping to the
 164  * start of the shared extent.  If there are no shared regions that
 165  * overlap, just return the original extent.
 166  */
 167 int
 168 xfs_reflink_trim_around_shared(
 169         struct xfs_inode        *ip,
 170         struct xfs_bmbt_irec    *irec,
 171         bool                    *shared,
 172         bool                    *trimmed)
 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_reflink_inode(ip) ||
 183             ISUNWRITTEN(irec) ||
 184             irec->br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
 185             irec->br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
 186             isnullstartblock(irec->br_startblock)) {
 187                 *shared = false;
 188                 return 0;
 189         }
 190
 191         trace_xfs_reflink_trim_around_shared(ip, irec);
 192
 193         agno = XFS_FSB_TO_AGNO(ip->i_mount, irec->br_startblock);
 194         agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(ip->i_mount, irec->br_startblock);
 195         aglen = irec->br_blockcount;
 196
 197         error = xfs_reflink_find_shared(ip->i_mount, agno, agbno,
 198                         aglen, &fbno, &flen, true);
 199         if (error)
 200                 return error;
 201
 202         *shared = *trimmed = false;
 203         if (fbno == NULLAGBLOCK) {
 204                 /* No shared blocks at all. */
 205                 return 0;
 206         } else if (fbno == agbno) {
 207                 /*
 208                  * The start of this extent is shared.  Truncate the
 209                  * mapping at the end of the shared region so that a
 210                  * subsequent iteration starts at the start of the
 211                  * unshared region.
 212                  */
 213                 irec->br_blockcount = flen;
 214                 *shared = true;
 215                 if (flen != aglen)
 216                         *trimmed = true;
 217                 return 0;
 218         } else {
 219                 /*
 220                  * There's a shared extent midway through this extent.
 221                  * Truncate the mapping at the start of the shared
 222                  * extent so that a subsequent iteration starts at the
 223                  * start of the shared region.
 224                  */
 225                 irec->br_blockcount = fbno - agbno;
 226                 *trimmed = true;
 227                 return 0;
 228         }
 229 }
 230
 231 /*
 232  * Trim the passed in imap to the next shared/unshared extent boundary, and
 233  * if imap->br_startoff points to a shared extent reserve space for it in the
 234  * COW fork.  In this case *shared is set to true, else to false.
 235  *
 236  * Note that imap will always contain the block numbers for the existing blocks
 237  * in the data fork, as the upper layers need them for read-modify-write
 238  * operations.
 239  */
 240 int
 241 xfs_reflink_reserve_cow(
 242         struct xfs_inode        *ip,
 243         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
 244         bool                    *shared)
 245 {
 246         struct xfs_bmbt_irec    got, prev;
 247         xfs_fileoff_t           end_fsb, orig_end_fsb;
 248         int                     eof = 0, error = 0;
 249         bool                    trimmed;
 250         xfs_extnum_t            idx;
 251         xfs_extlen_t            align;
 252
 253         /*
 254          * Search the COW fork extent list first.  This serves two purposes:
 255          * first this implement the speculative preallocation using cowextisze,
 256          * so that we also unshared block adjacent to shared blocks instead
 257          * of just the shared blocks themselves.  Second the lookup in the
 258          * extent list is generally faster than going out to the shared extent
 259          * tree.
 260          */
 261         xfs_bmap_search_extents(ip, imap->br_startoff, XFS_COW_FORK, &eof, &idx,
 262                         &got, &prev);
 263         if (!eof && got.br_startoff <= imap->br_startoff) {
 264                 trace_xfs_reflink_cow_found(ip, imap);
 265                 xfs_trim_extent(imap, got.br_startoff, got.br_blockcount);
 266
 267                 *shared = true;
 268                 return 0;
 269         }
 270
 271         /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
 272         error = xfs_reflink_trim_around_shared(ip, imap, shared, &trimmed);
 273         if (error)
 274                 return error;
 275
 276         /* Not shared?  Just report the (potentially capped) extent. */
 277         if (!*shared)
 278                 return 0;
 279
 280         /*
 281          * Fork all the shared blocks from our write offset until the end of
 282          * the extent.
 283          */
 284         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, 0);
 285         if (error)
 286                 return error;
 287
 288         end_fsb = orig_end_fsb = imap->br_startoff + imap->br_blockcount;
 289
 290         align = xfs_eof_alignment(ip, xfs_get_cowextsz_hint(ip));
 291         if (align)
 292                 end_fsb = roundup_64(end_fsb, align);
 293
 294 retry:
 295         error = xfs_bmapi_reserve_delalloc(ip, XFS_COW_FORK, imap->br_startoff,
 296                         end_fsb - imap->br_startoff, &got, &prev, &idx, eof);
 297         switch (error) {
 298         case 0:
 299                 break;
 300         case -ENOSPC:
 301         case -EDQUOT:
 302                 /* retry without any preallocation */
 303                 trace_xfs_reflink_cow_enospc(ip, imap);
 304                 if (end_fsb != orig_end_fsb) {
 305                         end_fsb = orig_end_fsb;
 306                         goto retry;
 307                 }
 308                 /*FALLTHRU*/
 309         default:
 310                 return error;
 311         }
 312
 313         if (end_fsb != orig_end_fsb)
 314                 xfs_inode_set_cowblocks_tag(ip);
 315
 316         trace_xfs_reflink_cow_alloc(ip, &got);
 317         return 0;
 318 }
 319
 320 /* Allocate all CoW reservations covering a range of blocks in a file. */
 321 static int
 322 __xfs_reflink_allocate_cow(
 323         struct xfs_inode        *ip,
 324         xfs_fileoff_t           *offset_fsb,
 325         xfs_fileoff_t           end_fsb)
 326 {
 327         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 328         struct xfs_bmbt_irec    imap;
 329         struct xfs_defer_ops    dfops;
 330         struct xfs_trans        *tp;
 331         xfs_fsblock_t           first_block;
 332         int                     nimaps = 1, error;
 333         bool                    shared;
 334
 335         xfs_defer_init(&dfops, &first_block);
 336
 337         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0, 0,
 338                         XFS_TRANS_RESERVE, &tp);
 339         if (error)
 340                 return error;
 341
 342         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 343
 344         /* Read extent from the source file. */
 345         nimaps = 1;
 346         error = xfs_bmapi_read(ip, *offset_fsb, end_fsb - *offset_fsb,
 347                         &imap, &nimaps, 0);
 348         if (error)
 349                 goto out_unlock;
 350         ASSERT(nimaps == 1);
 351
 352         error = xfs_reflink_reserve_cow(ip, &imap, &shared);
 353         if (error)
 354                 goto out_trans_cancel;
 355
 356         if (!shared) {
 357                 *offset_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
 358                 goto out_trans_cancel;
 359         }
 360
 361         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 362         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, imap.br_startoff, imap.br_blockcount,
 363                         XFS_BMAPI_COWFORK, &first_block,
 364                         XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(mp, XFS_DATA_FORK),
 365                         &imap, &nimaps, &dfops);
 366         if (error)
 367                 goto out_trans_cancel;
 368
 369         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, NULL);
 370         if (error)
 371                 goto out_trans_cancel;
 372
 373         error = xfs_trans_commit(tp);
 374
 375         *offset_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
 376 out_unlock:
 377         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 378         return error;
 379 out_trans_cancel:
 380         xfs_defer_cancel(&dfops);
 381         xfs_trans_cancel(tp);
 382         goto out_unlock;
 383 }
 384
 385 /* Allocate all CoW reservations covering a part of a file. */
 386 int
 387 xfs_reflink_allocate_cow_range(
 388         struct xfs_inode        *ip,
 389         xfs_off_t               offset,
 390         xfs_off_t               count)
 391 {
 392         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 393         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
 394         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count);
 395         int                     error;
 396
 397         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
 398
 399         trace_xfs_reflink_allocate_cow_range(ip, offset, count);
 400
 401         /*
 402          * Make sure that the dquots are there.
 403          */
 404         error = xfs_qm_dqattach(ip, 0);
 405         if (error)
 406                 return error;
 407
 408         while (offset_fsb < end_fsb) {
 409                 error = __xfs_reflink_allocate_cow(ip, &offset_fsb, end_fsb);
 410                 if (error) {
 411                         trace_xfs_reflink_allocate_cow_range_error(ip, error,
 412                                         _RET_IP_);
 413                         break;
 414                 }
 415         }
 416
 417         return error;
 418 }
 419
 420 /*
 421  * Find the CoW reservation (and whether or not it needs block allocation)
 422  * for a given byte offset of a file.
 423  */
 424 bool
 425 xfs_reflink_find_cow_mapping(
 426         struct xfs_inode                *ip,
 427         xfs_off_t                       offset,
 428         struct xfs_bmbt_irec            *imap,
 429         bool                            *need_alloc)
 430 {
 431         struct xfs_bmbt_irec            irec;
 432         struct xfs_ifork                *ifp;
 433         struct xfs_bmbt_rec_host        *gotp;
 434         xfs_fileoff_t                   bno;
 435         xfs_extnum_t                    idx;
 436
 437         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL | XFS_ILOCK_SHARED));
 438         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
 439
 440         /* Find the extent in the CoW fork. */
 441         ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
 442         bno = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
 443         gotp = xfs_iext_bno_to_ext(ifp, bno, &idx);
 444         if (!gotp)
 445                 return false;
 446
 447         xfs_bmbt_get_all(gotp, &irec);
 448         if (bno >= irec.br_startoff + irec.br_blockcount ||
 449             bno < irec.br_startoff)
 450                 return false;
 451
 452         trace_xfs_reflink_find_cow_mapping(ip, offset, 1, XFS_IO_OVERWRITE,
 453                         &irec);
 454
 455         /* If it's still delalloc, we must allocate later. */
 456         *imap = irec;
 457         *need_alloc = !!(isnullstartblock(irec.br_startblock));
 458
 459         return true;
 460 }
 461
 462 /*
 463  * Trim an extent to end at the next CoW reservation past offset_fsb.
 464  */
 465 int
 466 xfs_reflink_trim_irec_to_next_cow(
 467         struct xfs_inode                *ip,
 468         xfs_fileoff_t                   offset_fsb,
 469         struct xfs_bmbt_irec            *imap)
 470 {
 471         struct xfs_bmbt_irec            irec;
 472         struct xfs_ifork                *ifp;
 473         struct xfs_bmbt_rec_host        *gotp;
 474         xfs_extnum_t                    idx;
 475
 476         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
 477                 return 0;
 478
 479         /* Find the extent in the CoW fork. */
 480         ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
 481         gotp = xfs_iext_bno_to_ext(ifp, offset_fsb, &idx);
 482         if (!gotp)
 483                 return 0;
 484         xfs_bmbt_get_all(gotp, &irec);
 485
 486         /* This is the extent before; try sliding up one. */
 487         if (irec.br_startoff < offset_fsb) {
 488                 idx++;
 489                 if (idx >= ifp->if_bytes / sizeof(xfs_bmbt_rec_t))
 490                         return 0;
 491                 gotp = xfs_iext_get_ext(ifp, idx);
 492                 xfs_bmbt_get_all(gotp, &irec);
 493         }
 494
 495         if (irec.br_startoff >= imap->br_startoff + imap->br_blockcount)
 496                 return 0;
 497
 498         imap->br_blockcount = irec.br_startoff - imap->br_startoff;
 499         trace_xfs_reflink_trim_irec(ip, imap);
 500
 501         return 0;
 502 }
 503
 504 /*
 505  * Cancel all pending CoW reservations for some block range of an inode.
 506  */
 507 int
 508 xfs_reflink_cancel_cow_blocks(
 509         struct xfs_inode                *ip,
 510         struct xfs_trans                **tpp,
 511         xfs_fileoff_t                   offset_fsb,
 512         xfs_fileoff_t                   end_fsb)
 513 {
 514         struct xfs_bmbt_irec            irec;
 515         xfs_filblks_t                   count_fsb;
 516         xfs_fsblock_t                   firstfsb;
 517         struct xfs_defer_ops            dfops;
 518         int                             error = 0;
 519         int                             nimaps;
 520
 521         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
 522                 return 0;
 523
 524         /* Go find the old extent in the CoW fork. */
 525         while (offset_fsb < end_fsb) {
 526                 nimaps = 1;
 527                 count_fsb = (xfs_filblks_t)(end_fsb - offset_fsb);
 528                 error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, count_fsb, &irec,
 529                                 &nimaps, XFS_BMAPI_COWFORK);
 530                 if (error)
 531                         break;
 532                 ASSERT(nimaps == 1);
 533
 534                 trace_xfs_reflink_cancel_cow(ip, &irec);
 535
 536                 if (irec.br_startblock == DELAYSTARTBLOCK) {
 537                         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
 538                         error = xfs_bunmapi_cow(ip, &irec);
 539                         if (error)
 540                                 break;
 541                 } else if (irec.br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
 542                         /* empty */
 543                 } else {
 544                         xfs_trans_ijoin(*tpp, ip, 0);
 545                         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 546
 547                         /* Free the CoW orphan record. */
 548                         error = xfs_refcount_free_cow_extent(ip->i_mount,
 549                                         &dfops, irec.br_startblock,
 550                                         irec.br_blockcount);
 551                         if (error)
 552                                 break;
 553
 554                         xfs_bmap_add_free(ip->i_mount, &dfops,
 555                                         irec.br_startblock, irec.br_blockcount,
 556                                         NULL);
 557
 558                         /* Update quota accounting */
 559                         xfs_trans_mod_dquot_byino(*tpp, ip, XFS_TRANS_DQ_BCOUNT,
 560                                         -(long)irec.br_blockcount);
 561
 562                         /* Roll the transaction */
 563                         error = xfs_defer_finish(tpp, &dfops, ip);
 564                         if (error) {
 565                                 xfs_defer_cancel(&dfops);
 566                                 break;
 567                         }
 568
 569                         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
 570                         error = xfs_bunmapi_cow(ip, &irec);
 571                         if (error)
 572                                 break;
 573                 }
 574
 575                 /* Roll on... */
 576                 offset_fsb = irec.br_startoff + irec.br_blockcount;
 577         }
 578
 579         return error;
 580 }
 581
 582 /*
 583  * Cancel all pending CoW reservations for some byte range of an inode.
 584  */
 585 int
 586 xfs_reflink_cancel_cow_range(
 587         struct xfs_inode        *ip,
 588         xfs_off_t               offset,
 589         xfs_off_t               count)
 590 {
 591         struct xfs_trans        *tp;
 592         xfs_fileoff_t           offset_fsb;
 593         xfs_fileoff_t           end_fsb;
 594         int                     error;
 595
 596         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range(ip, offset, count);
 597         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
 598
 599         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
 600         if (count == NULLFILEOFF)
 601                 end_fsb = NULLFILEOFF;
 602         else
 603                 end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
 604
 605         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
 606         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_write,
 607                         0, 0, 0, &tp);
 608         if (error)
 609                 goto out;
 610
 611         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 612         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 613
 614         /* Scrape out the old CoW reservations */
 615         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, &tp, offset_fsb, end_fsb);
 616         if (error)
 617                 goto out_cancel;
 618
 619         error = xfs_trans_commit(tp);
 620
 621         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 622         return error;
 623
 624 out_cancel:
 625         xfs_trans_cancel(tp);
 626         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 627 out:
 628         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range_error(ip, error, _RET_IP_);
 629         return error;
 630 }
 631
 632 /*
 633  * Remap parts of a file's data fork after a successful CoW.
 634  */
 635 int
 636 xfs_reflink_end_cow(
 637         struct xfs_inode                *ip,
 638         xfs_off_t                       offset,
 639         xfs_off_t                       count)
 640 {
 641         struct xfs_bmbt_irec            irec;
 642         struct xfs_bmbt_irec            uirec;
 643         struct xfs_trans                *tp;
 644         xfs_fileoff_t                   offset_fsb;
 645         xfs_fileoff_t                   end_fsb;
 646         xfs_filblks_t                   count_fsb;
 647         xfs_fsblock_t                   firstfsb;
 648         struct xfs_defer_ops            dfops;
 649         int                             error;
 650         unsigned int                    resblks;
 651         xfs_filblks_t                   ilen;
 652         xfs_filblks_t                   rlen;
 653         int                             nimaps;
 654
 655         trace_xfs_reflink_end_cow(ip, offset, count);
 656
 657         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
 658         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
 659         count_fsb = (xfs_filblks_t)(end_fsb - offset_fsb);
 660
 661         /* Start a rolling transaction to switch the mappings */
 662         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(ip->i_mount, XFS_DATA_FORK);
 663         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_write,
 664                         resblks, 0, 0, &tp);
 665         if (error)
 666                 goto out;
 667
 668         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 669         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 670
 671         /* Go find the old extent in the CoW fork. */
 672         while (offset_fsb < end_fsb) {
 673                 /* Read extent from the source file */
 674                 nimaps = 1;
 675                 count_fsb = (xfs_filblks_t)(end_fsb - offset_fsb);
 676                 error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, count_fsb, &irec,
 677                                 &nimaps, XFS_BMAPI_COWFORK);
 678                 if (error)
 679                         goto out_cancel;
 680                 ASSERT(nimaps == 1);
 681
 682                 ASSERT(irec.br_startblock != DELAYSTARTBLOCK);
 683                 trace_xfs_reflink_cow_remap(ip, &irec);
 684
 685                 /*
 686                  * We can have a hole in the CoW fork if part of a directio
 687                  * write is CoW but part of it isn't.
 688                  */
 689                 rlen = ilen = irec.br_blockcount;
 690                 if (irec.br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
 691                         goto next_extent;
 692
 693                 /* Unmap the old blocks in the data fork. */
 694                 while (rlen) {
 695                         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 696                         error = __xfs_bunmapi(tp, ip, irec.br_startoff,
 697                                         &rlen, 0, 1, &firstfsb, &dfops);
 698                         if (error)
 699                                 goto out_defer;
 700
 701                         /*
 702                          * Trim the extent to whatever got unmapped.
 703                          * Remember, bunmapi works backwards.
 704                          */
 705                         uirec.br_startblock = irec.br_startblock + rlen;
 706                         uirec.br_startoff = irec.br_startoff + rlen;
 707                         uirec.br_blockcount = irec.br_blockcount - rlen;
 708                         irec.br_blockcount = rlen;
 709                         trace_xfs_reflink_cow_remap_piece(ip, &uirec);
 710
 711                         /* Free the CoW orphan record. */
 712                         error = xfs_refcount_free_cow_extent(tp->t_mountp,
 713                                         &dfops, uirec.br_startblock,
 714                                         uirec.br_blockcount);
 715                         if (error)
 716                                 goto out_defer;
 717
 718                         /* Map the new blocks into the data fork. */
 719                         error = xfs_bmap_map_extent(tp->t_mountp, &dfops,
 720                                         ip, &uirec);
 721                         if (error)
 722                                 goto out_defer;
 723
 724                         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
 725                         error = xfs_bunmapi_cow(ip, &uirec);
 726                         if (error)
 727                                 goto out_defer;
 728
 729                         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, ip);
 730                         if (error)
 731                                 goto out_defer;
 732                 }
 733
 734 next_extent:
 735                 /* Roll on... */
 736                 offset_fsb = irec.br_startoff + ilen;
 737         }
 738
 739         error = xfs_trans_commit(tp);
 740         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 741         if (error)
 742                 goto out;
 743         return 0;
 744
 745 out_defer:
 746         xfs_defer_cancel(&dfops);
 747 out_cancel:
 748         xfs_trans_cancel(tp);
 749         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 750 out:
 751         trace_xfs_reflink_end_cow_error(ip, error, _RET_IP_);
 752         return error;
 753 }
 754
 755 /*
 756  * Free leftover CoW reservations that didn't get cleaned out.
 757  */
 758 int
 759 xfs_reflink_recover_cow(
 760         struct xfs_mount        *mp)
 761 {
 762         xfs_agnumber_t          agno;
 763         int                     error = 0;
 764
 765         if (!xfs_sb_version_hasreflink(&mp->m_sb))
 766                 return 0;
 767
 768         for (agno = 0; agno < mp->m_sb.sb_agcount; agno++) {
 769                 error = xfs_refcount_recover_cow_leftovers(mp, agno);
 770                 if (error)
 771                         break;
 772         }
 773
 774         return error;
 775 }
 776
 777 /*
 778  * Reflinking (Block) Ranges of Two Files Together
 779  *
 780  * First, ensure that the reflink flag is set on both inodes.  The flag is an
 781  * optimization to avoid unnecessary refcount btree lookups in the write path.
 782  *
 783  * Now we can iteratively remap the range of extents (and holes) in src to the
 784  * corresponding ranges in dest.  Let drange and srange denote the ranges of
 785  * logical blocks in dest and src touched by the reflink operation.
 786  *
 787  * While the length of drange is greater than zero,
 788  *    - Read src's bmbt at the start of srange ("imap")
 789  *    - If imap doesn't exist, make imap appear to start at the end of srange
 790  *      with zero length.
 791  *    - If imap starts before srange, advance imap to start at srange.
 792  *    - If imap goes beyond srange, truncate imap to end at the end of srange.
 793  *    - Punch (imap start - srange start + imap len) blocks from dest at
 794  *      offset (drange start).
 795  *    - If imap points to a real range of pblks,
 796  *         > Increase the refcount of the imap's pblks
 797  *         > Map imap's pblks into dest at the offset
 798  *           (drange start + imap start - srange start)
 799  *    - Advance drange and srange by (imap start - srange start + imap len)
 800  *
 801  * Finally, if the reflink made dest longer, update both the in-core and
 802  * on-disk file sizes.
 803  *
 804  * ASCII Art Demonstration:
 805  *
 806  * Let's say we want to reflink this source file:
 807  *
 808  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS (src file)
 809  *   <-------------------->
 810  *
 811  * into this destination file:
 812  *
 813  * --DDDDDDDDDDDDDDDDDDD--DDD (dest file)
 814  *        <-------------------->
 815  * '-' means a hole, and 'S' and 'D' are written blocks in the src and dest.
 816  * Observe that the range has different logical offsets in either file.
 817  *
 818  * Consider that the first extent in the source file doesn't line up with our
 819  * reflink range.  Unmapping  and remapping are separate operations, so we can
 820  * unmap more blocks from the destination file than we remap.
 821  *
 822  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
 823  *   <------->
 824  * --DDDDD---------DDDDD--DDD
 825  *        <------->
 826  *
 827  * Now remap the source extent into the destination file:
 828  *
 829  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
 830  *   <------->
 831  * --DDDDD--SSSSSSSDDDDD--DDD
 832  *        <------->
 833  *
 834  * Do likewise with the second hole and extent in our range.  Holes in the
 835  * unmap range don't affect our operation.
 836  *
 837  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
 838  *            <---->
 839  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS-DDD
 840  *                 <---->
 841  *
 842  * Finally, unmap and remap part of the third extent.  This will increase the
 843  * size of the destination file.
 844  *
 845  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
 846  *                  <----->
 847  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS----SSS
 848  *                       <----->
 849  *
 850  * Once we update the destination file's i_size, we're done.
 851  */
 852
 853 /*
 854  * Ensure the reflink bit is set in both inodes.
 855  */
 856 STATIC int
 857 xfs_reflink_set_inode_flag(
 858         struct xfs_inode        *src,
 859         struct xfs_inode        *dest)
 860 {
 861         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
 862         int                     error;
 863         struct xfs_trans        *tp;
 864
 865         if (xfs_is_reflink_inode(src) && xfs_is_reflink_inode(dest))
 866                 return 0;
 867
 868         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
 869         if (error)
 870                 goto out_error;
 871
 872         /* Lock both files against IO */
 873         if (src->i_ino == dest->i_ino)
 874                 xfs_ilock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
 875         else
 876                 xfs_lock_two_inodes(src, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
 877
 878         if (!xfs_is_reflink_inode(src)) {
 879                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(src);
 880                 xfs_trans_ijoin(tp, src, XFS_ILOCK_EXCL);
 881                 src->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
 882                 xfs_trans_log_inode(tp, src, XFS_ILOG_CORE);
 883                 xfs_ifork_init_cow(src);
 884         } else
 885                 xfs_iunlock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
 886
 887         if (src->i_ino == dest->i_ino)
 888                 goto commit_flags;
 889
 890         if (!xfs_is_reflink_inode(dest)) {
 891                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(dest);
 892                 xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
 893                 dest->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
 894                 xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
 895                 xfs_ifork_init_cow(dest);
 896         } else
 897                 xfs_iunlock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
 898
 899 commit_flags:
 900         error = xfs_trans_commit(tp);
 901         if (error)
 902                 goto out_error;
 903         return error;
 904
 905 out_error:
 906         trace_xfs_reflink_set_inode_flag_error(dest, error, _RET_IP_);
 907         return error;
 908 }
 909
 910 /*
 911  * Update destination inode size & cowextsize hint, if necessary.
 912  */
 913 STATIC int
 914 xfs_reflink_update_dest(
 915         struct xfs_inode        *dest,
 916         xfs_off_t               newlen,
 917         xfs_extlen_t            cowextsize)
 918 {
 919         struct xfs_mount        *mp = dest->i_mount;
 920         struct xfs_trans        *tp;
 921         int                     error;
 922
 923         if (newlen <= i_size_read(VFS_I(dest)) && cowextsize == 0)
 924                 return 0;
 925
 926         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
 927         if (error)
 928                 goto out_error;
 929
 930         xfs_ilock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
 931         xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
 932
 933         if (newlen > i_size_read(VFS_I(dest))) {
 934                 trace_xfs_reflink_update_inode_size(dest, newlen);
 935                 i_size_write(VFS_I(dest), newlen);
 936                 dest->i_d.di_size = newlen;
 937         }
 938
 939         if (cowextsize) {
 940                 dest->i_d.di_cowextsize = cowextsize;
 941                 dest->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE;
 942         }
 943
 944         xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
 945
 946         error = xfs_trans_commit(tp);
 947         if (error)
 948                 goto out_error;
 949         return error;
 950
 951 out_error:
 952         trace_xfs_reflink_update_inode_size_error(dest, error, _RET_IP_);
 953         return error;
 954 }
 955
 956 /*
 957  * Do we have enough reserve in this AG to handle a reflink?  The refcount
 958  * btree already reserved all the space it needs, but the rmap btree can grow
 959  * infinitely, so we won't allow more reflinks when the AG is down to the
 960  * btree reserves.
 961  */
 962 static int
 963 xfs_reflink_ag_has_free_space(
 964         struct xfs_mount        *mp,
 965         xfs_agnumber_t          agno)
 966 {
 967         struct xfs_perag        *pag;
 968         int                     error = 0;
 969
 970         if (!xfs_sb_version_hasrmapbt(&mp->m_sb))
 971                 return 0;
 972
 973         pag = xfs_perag_get(mp, agno);
 974         if (xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_AGFL) ||
 975             xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_METADATA))
 976                 error = -ENOSPC;
 977         xfs_perag_put(pag);
 978         return error;
 979 }
 980
 981 /*
 982  * Unmap a range of blocks from a file, then map other blocks into the hole.
 983  * The range to unmap is (destoff : destoff + srcioff + irec->br_blockcount).
 984  * The extent irec is mapped into dest at irec->br_startoff.
 985  */
 986 STATIC int
 987 xfs_reflink_remap_extent(
 988         struct xfs_inode        *ip,
 989         struct xfs_bmbt_irec    *irec,
 990         xfs_fileoff_t           destoff,
 991         xfs_off_t               new_isize)
 992 {
 993         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 994         struct xfs_trans        *tp;
 995         xfs_fsblock_t           firstfsb;
 996         unsigned int            resblks;
 997         struct xfs_defer_ops    dfops;
 998         struct xfs_bmbt_irec    uirec;
 999         bool                    real_extent;
1000         xfs_filblks_t           rlen;
1001         xfs_filblks_t           unmap_len;
1002         xfs_off_t               newlen;
1003         int                     error;
1004
1005         unmap_len = irec->br_startoff + irec->br_blockcount - destoff;
1006         trace_xfs_reflink_punch_range(ip, destoff, unmap_len);
1007
1008         /* Only remap normal extents. */
1009         real_extent =  (irec->br_startblock != HOLESTARTBLOCK &&
1010                         irec->br_startblock != DELAYSTARTBLOCK &&
1011                         !ISUNWRITTEN(irec));
1012
1013         /* No reflinking if we're low on space */
1014         if (real_extent) {
1015                 error = xfs_reflink_ag_has_free_space(mp,
1016                                 XFS_FSB_TO_AGNO(mp, irec->br_startblock));
1017                 if (error)
1018                         goto out;
1019         }
1020
1021         /* Start a rolling transaction to switch the mappings */
1022         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(ip->i_mount, XFS_DATA_FORK);
1023         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0, 0, &tp);
1024         if (error)
1025                 goto out;
1026
1027         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1028         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
1029
1030         /* If we're not just clearing space, then do we have enough quota? */
1031         if (real_extent) {
1032                 error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip,
1033                                 irec->br_blockcount, 0, XFS_QMOPT_RES_REGBLKS);
1034                 if (error)
1035                         goto out_cancel;
1036         }
1037
1038         trace_xfs_reflink_remap(ip, irec->br_startoff,
1039                                 irec->br_blockcount, irec->br_startblock);
1040
1041         /* Unmap the old blocks in the data fork. */
1042         rlen = unmap_len;
1043         while (rlen) {
1044                 xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
1045                 error = __xfs_bunmapi(tp, ip, destoff, &rlen, 0, 1,
1046                                 &firstfsb, &dfops);
1047                 if (error)
1048                         goto out_defer;
1049
1050                 /*
1051                  * Trim the extent to whatever got unmapped.
1052                  * Remember, bunmapi works backwards.
1053                  */
1054                 uirec.br_startblock = irec->br_startblock + rlen;
1055                 uirec.br_startoff = irec->br_startoff + rlen;
1056                 uirec.br_blockcount = unmap_len - rlen;
1057                 unmap_len = rlen;
1058
1059                 /* If this isn't a real mapping, we're done. */
1060                 if (!real_extent || uirec.br_blockcount == 0)
1061                         goto next_extent;
1062
1063                 trace_xfs_reflink_remap(ip, uirec.br_startoff,
1064                                 uirec.br_blockcount, uirec.br_startblock);
1065
1066                 /* Update the refcount tree */
1067                 error = xfs_refcount_increase_extent(mp, &dfops, &uirec);
1068                 if (error)
1069                         goto out_defer;
1070
1071                 /* Map the new blocks into the data fork. */
1072                 error = xfs_bmap_map_extent(mp, &dfops, ip, &uirec);
1073                 if (error)
1074                         goto out_defer;
1075
1076                 /* Update quota accounting. */
1077                 xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_BCOUNT,
1078                                 uirec.br_blockcount);
1079
1080                 /* Update dest isize if needed. */
1081                 newlen = XFS_FSB_TO_B(mp,
1082                                 uirec.br_startoff + uirec.br_blockcount);
1083                 newlen = min_t(xfs_off_t, newlen, new_isize);
1084                 if (newlen > i_size_read(VFS_I(ip))) {
1085                         trace_xfs_reflink_update_inode_size(ip, newlen);
1086                         i_size_write(VFS_I(ip), newlen);
1087                         ip->i_d.di_size = newlen;
1088                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1089                 }
1090
1091 next_extent:
1092                 /* Process all the deferred stuff. */
1093                 error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, ip);
1094                 if (error)
1095                         goto out_defer;
1096         }
1097
1098         error = xfs_trans_commit(tp);
1099         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1100         if (error)
1101                 goto out;
1102         return 0;
1103
1104 out_defer:
1105         xfs_defer_cancel(&dfops);
1106 out_cancel:
1107         xfs_trans_cancel(tp);
1108         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1109 out:
1110         trace_xfs_reflink_remap_extent_error(ip, error, _RET_IP_);
1111         return error;
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Iteratively remap one file's extents (and holes) to another's.
1116  */
1117 STATIC int
1118 xfs_reflink_remap_blocks(
1119         struct xfs_inode        *src,
1120         xfs_fileoff_t           srcoff,
1121         struct xfs_inode        *dest,
1122         xfs_fileoff_t           destoff,
1123         xfs_filblks_t           len,
1124         xfs_off_t               new_isize)
1125 {
1126         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1127         int                     nimaps;
1128         int                     error = 0;
1129         xfs_filblks_t           range_len;
1130
1131         /* drange = (destoff, destoff + len); srange = (srcoff, srcoff + len) */
1132         while (len) {
1133                 trace_xfs_reflink_remap_blocks_loop(src, srcoff, len,
1134                                 dest, destoff);
1135                 /* Read extent from the source file */
1136                 nimaps = 1;
1137                 xfs_ilock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
1138                 error = xfs_bmapi_read(src, srcoff, len, &imap, &nimaps, 0);
1139                 xfs_iunlock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
1140                 if (error)
1141                         goto err;
1142                 ASSERT(nimaps == 1);
1143
1144                 trace_xfs_reflink_remap_imap(src, srcoff, len, XFS_IO_OVERWRITE,
1145                                 &imap);
1146
1147                 /* Translate imap into the destination file. */
1148                 range_len = imap.br_startoff + imap.br_blockcount - srcoff;
1149                 imap.br_startoff += destoff - srcoff;
1150
1151                 /* Clear dest from destoff to the end of imap and map it in. */
1152                 error = xfs_reflink_remap_extent(dest, &imap, destoff,
1153                                 new_isize);
1154                 if (error)
1155                         goto err;
1156
1157                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1158                         error = -EINTR;
1159                         goto err;
1160                 }
1161
1162                 /* Advance drange/srange */
1163                 srcoff += range_len;
1164                 destoff += range_len;
1165                 len -= range_len;
1166         }
1167
1168         return 0;
1169
1170 err:
1171         trace_xfs_reflink_remap_blocks_error(dest, error, _RET_IP_);
1172         return error;
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Read a page's worth of file data into the page cache.  Return the page
1177  * locked.
1178  */
1179 static struct page *
1180 xfs_get_page(
1181         struct inode    *inode,
1182         xfs_off_t       offset)
1183 {
1184         struct address_space    *mapping;
1185         struct page             *page;
1186         pgoff_t                 n;
1187
1188         n = offset >> PAGE_SHIFT;
1189         mapping = inode->i_mapping;
1190         page = read_mapping_page(mapping, n, NULL);
1191         if (IS_ERR(page))
1192                 return page;
1193         if (!PageUptodate(page)) {
1194                 put_page(page);
1195                 return ERR_PTR(-EIO);
1196         }
1197         lock_page(page);
1198         return page;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Compare extents of two files to see if they are the same.
1203  */
1204 static int
1205 xfs_compare_extents(
1206         struct inode    *src,
1207         xfs_off_t       srcoff,
1208         struct inode    *dest,
1209         xfs_off_t       destoff,
1210         xfs_off_t       len,
1211         bool            *is_same)
1212 {
1213         xfs_off_t       src_poff;
1214         xfs_off_t       dest_poff;
1215         void            *src_addr;
1216         void            *dest_addr;
1217         struct page     *src_page;
1218         struct page     *dest_page;
1219         xfs_off_t       cmp_len;
1220         bool            same;
1221         int             error;
1222
1223         error = -EINVAL;
1224         same = true;
1225         while (len) {
1226                 src_poff = srcoff & (PAGE_SIZE - 1);
1227                 dest_poff = destoff & (PAGE_SIZE - 1);
1228                 cmp_len = min(PAGE_SIZE - src_poff,
1229                               PAGE_SIZE - dest_poff);
1230                 cmp_len = min(cmp_len, len);
1231                 ASSERT(cmp_len > 0);
1232
1233                 trace_xfs_reflink_compare_extents(XFS_I(src), srcoff, cmp_len,
1234                                 XFS_I(dest), destoff);
1235
1236                 src_page = xfs_get_page(src, srcoff);
1237                 if (IS_ERR(src_page)) {
1238                         error = PTR_ERR(src_page);
1239                         goto out_error;
1240                 }
1241                 dest_page = xfs_get_page(dest, destoff);
1242                 if (IS_ERR(dest_page)) {
1243                         error = PTR_ERR(dest_page);
1244                         unlock_page(src_page);
1245                         put_page(src_page);
1246                         goto out_error;
1247                 }
1248                 src_addr = kmap_atomic(src_page);
1249                 dest_addr = kmap_atomic(dest_page);
1250
1251                 flush_dcache_page(src_page);
1252                 flush_dcache_page(dest_page);
1253
1254                 if (memcmp(src_addr + src_poff, dest_addr + dest_poff, cmp_len))
1255                         same = false;
1256
1257                 kunmap_atomic(dest_addr);
1258                 kunmap_atomic(src_addr);
1259                 unlock_page(dest_page);
1260                 unlock_page(src_page);
1261                 put_page(dest_page);
1262                 put_page(src_page);
1263
1264                 if (!same)
1265                         break;
1266
1267                 srcoff += cmp_len;
1268                 destoff += cmp_len;
1269                 len -= cmp_len;
1270         }
1271
1272         *is_same = same;
1273         return 0;
1274
1275 out_error:
1276         trace_xfs_reflink_compare_extents_error(XFS_I(dest), error, _RET_IP_);
1277         return error;
1278 }
1279
1280 /*
1281  * Link a range of blocks from one file to another.
1282  */
1283 int
1284 xfs_reflink_remap_range(
1285         struct file             *file_in,
1286         loff_t                  pos_in,
1287         struct file             *file_out,
1288         loff_t                  pos_out,
1289         u64                     len,
1290         bool                    is_dedupe)
1291 {
1292         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1293         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1294         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1295         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1296         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
1297         loff_t                  bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
1298         bool                    same_inode = (inode_in == inode_out);
1299         xfs_fileoff_t           sfsbno, dfsbno;
1300         xfs_filblks_t           fsblen;
1301         xfs_extlen_t            cowextsize;
1302         loff_t                  isize;
1303         ssize_t                 ret;
1304         loff_t                  blen;
1305
1306         if (!xfs_sb_version_hasreflink(&mp->m_sb))
1307                 return -EOPNOTSUPP;
1308
1309         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1310                 return -EIO;
1311
1312         /* Lock both files against IO */
1313         if (same_inode) {
1314                 xfs_ilock(src, XFS_IOLOCK_EXCL);
1315                 xfs_ilock(src, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1316         } else {
1317                 xfs_lock_two_inodes(src, dest, XFS_IOLOCK_EXCL);
1318                 xfs_lock_two_inodes(src, dest, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1319         }
1320
1321         /* Don't touch certain kinds of inodes */
1322         ret = -EPERM;
1323         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
1324                 goto out_unlock;
1325
1326         ret = -ETXTBSY;
1327         if (IS_SWAPFILE(inode_in) || IS_SWAPFILE(inode_out))
1328                 goto out_unlock;
1329
1330
1331         /* Don't reflink dirs, pipes, sockets... */
1332         ret = -EISDIR;
1333         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
1334                 goto out_unlock;
1335         ret = -EINVAL;
1336         if (S_ISFIFO(inode_in->i_mode) || S_ISFIFO(inode_out->i_mode))
1337                 goto out_unlock;
1338         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
1339                 goto out_unlock;
1340
1341         /* Don't reflink realtime inodes */
1342         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(src) || XFS_IS_REALTIME_INODE(dest))
1343                 goto out_unlock;
1344
1345         /* Don't share DAX file data for now. */
1346         if (IS_DAX(inode_in) || IS_DAX(inode_out))
1347                 goto out_unlock;
1348
1349         /* Are we going all the way to the end? */
1350         isize = i_size_read(inode_in);
1351         if (isize == 0) {
1352                 ret = 0;
1353                 goto out_unlock;
1354         }
1355
1356         if (len == 0)
1357                 len = isize - pos_in;
1358
1359         /* Ensure offsets don't wrap and the input is inside i_size */
1360         if (pos_in + len < pos_in || pos_out + len < pos_out ||
1361             pos_in + len > isize)
1362                 goto out_unlock;
1363
1364         /* Don't allow dedupe past EOF in the dest file */
1365         if (is_dedupe) {
1366                 loff_t  disize;
1367
1368                 disize = i_size_read(inode_out);
1369                 if (pos_out >= disize || pos_out + len > disize)
1370                         goto out_unlock;
1371         }
1372
1373         /* If we're linking to EOF, continue to the block boundary. */
1374         if (pos_in + len == isize)
1375                 blen = ALIGN(isize, bs) - pos_in;
1376         else
1377                 blen = len;
1378
1379         /* Only reflink if we're aligned to block boundaries */
1380         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_in + blen, bs) ||
1381             !IS_ALIGNED(pos_out, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out + blen, bs))
1382                 goto out_unlock;
1383
1384         /* Don't allow overlapped reflink within the same file */
1385         if (same_inode) {
1386                 if (pos_out + blen > pos_in && pos_out < pos_in + blen)
1387                         goto out_unlock;
1388         }
1389
1390         /* Wait for the completion of any pending IOs on both files */
1391         inode_dio_wait(inode_in);
1392         if (!same_inode)
1393                 inode_dio_wait(inode_out);
1394
1395         ret = filemap_write_and_wait_range(inode_in->i_mapping,
1396                         pos_in, pos_in + len - 1);
1397         if (ret)
1398                 goto out_unlock;
1399
1400         ret = filemap_write_and_wait_range(inode_out->i_mapping,
1401                         pos_out, pos_out + len - 1);
1402         if (ret)
1403                 goto out_unlock;
1404
1405         trace_xfs_reflink_remap_range(src, pos_in, len, dest, pos_out);
1406
1407         /*
1408          * Check that the extents are the same.
1409          */
1410         if (is_dedupe) {
1411                 bool            is_same = false;
1412
1413                 ret = xfs_compare_extents(inode_in, pos_in, inode_out, pos_out,
1414                                 len, &is_same);
1415                 if (ret)
1416                         goto out_unlock;
1417                 if (!is_same) {
1418                         ret = -EBADE;
1419                         goto out_unlock;
1420                 }
1421         }
1422
1423         ret = xfs_reflink_set_inode_flag(src, dest);
1424         if (ret)
1425                 goto out_unlock;
1426
1427         /*
1428          * Invalidate the page cache so that we can clear any CoW mappings
1429          * in the destination file.
1430          */
1431         truncate_inode_pages_range(&inode_out->i_data, pos_out,
1432                                    PAGE_ALIGN(pos_out + len) - 1);
1433
1434         dfsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, pos_out);
1435         sfsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, pos_in);
1436         fsblen = XFS_B_TO_FSB(mp, len);
1437         ret = xfs_reflink_remap_blocks(src, sfsbno, dest, dfsbno, fsblen,
1438                         pos_out + len);
1439         if (ret)
1440                 goto out_unlock;
1441
1442         /*
1443          * Carry the cowextsize hint from src to dest if we're sharing the
1444          * entire source file to the entire destination file, the source file
1445          * has a cowextsize hint, and the destination file does not.
1446          */
1447         cowextsize = 0;
1448         if (pos_in == 0 && len == i_size_read(inode_in) &&
1449             (src->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE) &&
1450             pos_out == 0 && len >= i_size_read(inode_out) &&
1451             !(dest->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE))
1452                 cowextsize = src->i_d.di_cowextsize;
1453
1454         ret = xfs_reflink_update_dest(dest, pos_out + len, cowextsize);
1455
1456 out_unlock:
1457         xfs_iunlock(src, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1458         xfs_iunlock(src, XFS_IOLOCK_EXCL);
1459         if (src->i_ino != dest->i_ino) {
1460                 xfs_iunlock(dest, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1461                 xfs_iunlock(dest, XFS_IOLOCK_EXCL);
1462         }
1463         if (ret)
1464                 trace_xfs_reflink_remap_range_error(dest, ret, _RET_IP_);
1465         return ret;
1466 }
1467
1468 /*
1469  * The user wants to preemptively CoW all shared blocks in this file,
1470  * which enables us to turn off the reflink flag.  Iterate all
1471  * extents which are not prealloc/delalloc to see which ranges are
1472  * mentioned in the refcount tree, then read those blocks into the
1473  * pagecache, dirty them, fsync them back out, and then we can update
1474  * the inode flag.  What happens if we run out of memory? :)
1475  */
1476 STATIC int
1477 xfs_reflink_dirty_extents(
1478         struct xfs_inode        *ip,
1479         xfs_fileoff_t           fbno,
1480         xfs_filblks_t           end,
1481         xfs_off_t               isize)
1482 {
1483         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1484         xfs_agnumber_t          agno;
1485         xfs_agblock_t           agbno;
1486         xfs_extlen_t            aglen;
1487         xfs_agblock_t           rbno;
1488         xfs_extlen_t            rlen;
1489         xfs_off_t               fpos;
1490         xfs_off_t               flen;
1491         struct xfs_bmbt_irec    map[2];
1492         int                     nmaps;
1493         int                     error = 0;
1494
1495         while (end - fbno > 0) {
1496                 nmaps = 1;
1497                 /*
1498                  * Look for extents in the file.  Skip holes, delalloc, or
1499                  * unwritten extents; they can't be reflinked.
1500                  */
1501                 error = xfs_bmapi_read(ip, fbno, end - fbno, map, &nmaps, 0);
1502                 if (error)
1503                         goto out;
1504                 if (nmaps == 0)
1505                         break;
1506                 if (map[0].br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
1507                     map[0].br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
1508                     ISUNWRITTEN(&map[0]))
1509                         goto next;
1510
1511                 map[1] = map[0];
1512                 while (map[1].br_blockcount) {
1513                         agno = XFS_FSB_TO_AGNO(mp, map[1].br_startblock);
1514                         agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(mp, map[1].br_startblock);
1515                         aglen = map[1].br_blockcount;
1516
1517                         error = xfs_reflink_find_shared(mp, agno, agbno, aglen,
1518                                         &rbno, &rlen, true);
1519                         if (error)
1520                                 goto out;
1521                         if (rbno == NULLAGBLOCK)
1522                                 break;
1523
1524                         /* Dirty the pages */
1525                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1526                         fpos = XFS_FSB_TO_B(mp, map[1].br_startoff +
1527                                         (rbno - agbno));
1528                         flen = XFS_FSB_TO_B(mp, rlen);
1529                         if (fpos + flen > isize)
1530                                 flen = isize - fpos;
1531                         error = iomap_file_dirty(VFS_I(ip), fpos, flen,
1532                                         &xfs_iomap_ops);
1533                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1534                         if (error)
1535                                 goto out;
1536
1537                         map[1].br_blockcount -= (rbno - agbno + rlen);
1538                         map[1].br_startoff += (rbno - agbno + rlen);
1539                         map[1].br_startblock += (rbno - agbno + rlen);
1540                 }
1541
1542 next:
1543                 fbno = map[0].br_startoff + map[0].br_blockcount;
1544         }
1545 out:
1546         return error;
1547 }
1548
1549 /* Clear the inode reflink flag if there are no shared extents. */
1550 int
1551 xfs_reflink_clear_inode_flag(
1552         struct xfs_inode        *ip,
1553         struct xfs_trans        **tpp)
1554 {
1555         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1556         xfs_fileoff_t           fbno;
1557         xfs_filblks_t           end;
1558         xfs_agnumber_t          agno;
1559         xfs_agblock_t           agbno;
1560         xfs_extlen_t            aglen;
1561         xfs_agblock_t           rbno;
1562         xfs_extlen_t            rlen;
1563         struct xfs_bmbt_irec    map;
1564         int                     nmaps;
1565         int                     error = 0;
1566
1567         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
1568
1569         fbno = 0;
1570         end = XFS_B_TO_FSB(mp, i_size_read(VFS_I(ip)));
1571         while (end - fbno > 0) {
1572                 nmaps = 1;
1573                 /*
1574                  * Look for extents in the file.  Skip holes, delalloc, or
1575                  * unwritten extents; they can't be reflinked.
1576                  */
1577                 error = xfs_bmapi_read(ip, fbno, end - fbno, &map, &nmaps, 0);
1578                 if (error)
1579                         return error;
1580                 if (nmaps == 0)
1581                         break;
1582                 if (map.br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
1583                     map.br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
1584                     ISUNWRITTEN(&map))
1585                         goto next;
1586
1587                 agno = XFS_FSB_TO_AGNO(mp, map.br_startblock);
1588                 agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(mp, map.br_startblock);
1589                 aglen = map.br_blockcount;
1590
1591                 error = xfs_reflink_find_shared(mp, agno, agbno, aglen,
1592                                 &rbno, &rlen, false);
1593                 if (error)
1594                         return error;
1595                 /* Is there still a shared block here? */
1596                 if (rbno != NULLAGBLOCK)
1597                         return 0;
1598 next:
1599                 fbno = map.br_startoff + map.br_blockcount;
1600         }
1601
1602         /*
1603          * We didn't find any shared blocks so turn off the reflink flag.
1604          * First, get rid of any leftover CoW mappings.
1605          */
1606         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, tpp, 0, NULLFILEOFF);
1607         if (error)
1608                 return error;
1609
1610         /* Clear the inode flag. */
1611         trace_xfs_reflink_unset_inode_flag(ip);
1612         ip->i_d.di_flags2 &= ~XFS_DIFLAG2_REFLINK;
1613         xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
1614         xfs_trans_ijoin(*tpp, ip, 0);
1615         xfs_trans_log_inode(*tpp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1616
1617         return error;
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Clear the inode reflink flag if there are no shared extents and the size
1622  * hasn't changed.
1623  */
1624 STATIC int
1625 xfs_reflink_try_clear_inode_flag(
1626         struct xfs_inode        *ip)
1627 {
1628         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1629         struct xfs_trans        *tp;
1630         int                     error = 0;
1631
1632         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
1633         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0, 0, 0, &tp);
1634         if (error)
1635                 return error;
1636
1637         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1638         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
1639
1640         error = xfs_reflink_clear_inode_flag(ip, &tp);
1641         if (error)
1642                 goto cancel;
1643
1644         error = xfs_trans_commit(tp);
1645         if (error)
1646                 goto out;
1647
1648         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1649         return 0;
1650 cancel:
1651         xfs_trans_cancel(tp);
1652 out:
1653         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1654         return error;
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Pre-COW all shared blocks within a given byte range of a file and turn off
1659  * the reflink flag if we unshare all of the file's blocks.
1660  */
1661 int
1662 xfs_reflink_unshare(
1663         struct xfs_inode        *ip,
1664         xfs_off_t               offset,
1665         xfs_off_t               len)
1666 {
1667         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1668         xfs_fileoff_t           fbno;
1669         xfs_filblks_t           end;
1670         xfs_off_t               isize;
1671         int                     error;
1672
1673         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
1674                 return 0;
1675
1676         trace_xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
1677
1678         inode_dio_wait(VFS_I(ip));
1679
1680         /* Try to CoW the selected ranges */
1681         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1682         fbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1683         isize = i_size_read(VFS_I(ip));
1684         end = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + len);
1685         error = xfs_reflink_dirty_extents(ip, fbno, end, isize);
1686         if (error)
1687                 goto out_unlock;
1688         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1689
1690         /* Wait for the IO to finish */
1691         error = filemap_write_and_wait(VFS_I(ip)->i_mapping);
1692         if (error)
1693                 goto out;
1694
1695         /* Turn off the reflink flag if possible. */
1696         error = xfs_reflink_try_clear_inode_flag(ip);
1697         if (error)
1698                 goto out;
1699
1700         return 0;
1701
1702 out_unlock:
1703         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1704 out:
1705         trace_xfs_reflink_unshare_error(ip, error, _RET_IP_);
1706         return error;
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Does this inode have any real CoW reservations?
1711  */
1712 bool
1713 xfs_reflink_has_real_cow_blocks(
1714         struct xfs_inode                *ip)
1715 {
1716         struct xfs_bmbt_irec            irec;
1717         struct xfs_ifork                *ifp;
1718         struct xfs_bmbt_rec_host        *gotp;
1719         xfs_extnum_t                    idx;
1720
1721         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
1722                 return false;
1723
1724         /* Go find the old extent in the CoW fork. */
1725         ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
1726         gotp = xfs_iext_bno_to_ext(ifp, 0, &idx);
1727         while (gotp) {
1728                 xfs_bmbt_get_all(gotp, &irec);
1729
1730                 if (!isnullstartblock(irec.br_startblock))
1731                         return true;
1732
1733                 /* Roll on... */
1734                 idx++;
1735                 if (idx >= ifp->if_bytes / sizeof(xfs_bmbt_rec_t))
1736                         break;
1737                 gotp = xfs_iext_get_ext(ifp, idx);
1738         }
1739
1740         return false;
1741 }