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_ifork                *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
 515         struct xfs_bmbt_irec            got, prev, del;
 516         xfs_extnum_t                    idx;
 517         xfs_fsblock_t                   firstfsb;
 518         struct xfs_defer_ops            dfops;
 519         int                             error = 0, eof = 0;
 520
 521         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
 522                 return 0;
 523
 524         xfs_bmap_search_extents(ip, offset_fsb, XFS_COW_FORK, &eof, &idx,
 525                         &got, &prev);
 526         if (eof)
 527                 return 0;
 528
 529         while (got.br_startoff < end_fsb) {
 530                 del = got;
 531                 xfs_trim_extent(&del, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
 532                 trace_xfs_reflink_cancel_cow(ip, &del);
 533
 534                 if (isnullstartblock(del.br_startblock)) {
 535                         error = xfs_bmap_del_extent_delay(ip, XFS_COW_FORK,
 536                                         &idx, &got, &del);
 537                         if (error)
 538                                 break;
 539                 } else {
 540                         xfs_trans_ijoin(*tpp, ip, 0);
 541                         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 542
 543                         /* Free the CoW orphan record. */
 544                         error = xfs_refcount_free_cow_extent(ip->i_mount,
 545                                         &dfops, del.br_startblock,
 546                                         del.br_blockcount);
 547                         if (error)
 548                                 break;
 549
 550                         xfs_bmap_add_free(ip->i_mount, &dfops,
 551                                         del.br_startblock, del.br_blockcount,
 552                                         NULL);
 553
 554                         /* Update quota accounting */
 555                         xfs_trans_mod_dquot_byino(*tpp, ip, XFS_TRANS_DQ_BCOUNT,
 556                                         -(long)del.br_blockcount);
 557
 558                         /* Roll the transaction */
 559                         error = xfs_defer_finish(tpp, &dfops, ip);
 560                         if (error) {
 561                                 xfs_defer_cancel(&dfops);
 562                                 break;
 563                         }
 564
 565                         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
 566                         xfs_bmap_del_extent_cow(ip, &idx, &got, &del);
 567                 }
 568
 569                 if (++idx >= ifp->if_bytes / sizeof(struct xfs_bmbt_rec))
 570                         return 0;
 571                 xfs_bmbt_get_all(xfs_iext_get_ext(ifp, idx), &got);
 572         }
 573
 574         return error;
 575 }
 576
 577 /*
 578  * Cancel all pending CoW reservations for some byte range of an inode.
 579  */
 580 int
 581 xfs_reflink_cancel_cow_range(
 582         struct xfs_inode        *ip,
 583         xfs_off_t               offset,
 584         xfs_off_t               count)
 585 {
 586         struct xfs_trans        *tp;
 587         xfs_fileoff_t           offset_fsb;
 588         xfs_fileoff_t           end_fsb;
 589         int                     error;
 590
 591         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range(ip, offset, count);
 592         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
 593
 594         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
 595         if (count == NULLFILEOFF)
 596                 end_fsb = NULLFILEOFF;
 597         else
 598                 end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
 599
 600         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
 601         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_write,
 602                         0, 0, 0, &tp);
 603         if (error)
 604                 goto out;
 605
 606         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 607         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 608
 609         /* Scrape out the old CoW reservations */
 610         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, &tp, offset_fsb, end_fsb);
 611         if (error)
 612                 goto out_cancel;
 613
 614         error = xfs_trans_commit(tp);
 615
 616         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 617         return error;
 618
 619 out_cancel:
 620         xfs_trans_cancel(tp);
 621         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 622 out:
 623         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range_error(ip, error, _RET_IP_);
 624         return error;
 625 }
 626
 627 /*
 628  * Remap parts of a file's data fork after a successful CoW.
 629  */
 630 int
 631 xfs_reflink_end_cow(
 632         struct xfs_inode                *ip,
 633         xfs_off_t                       offset,
 634         xfs_off_t                       count)
 635 {
 636         struct xfs_bmbt_irec            irec;
 637         struct xfs_bmbt_irec            uirec;
 638         struct xfs_trans                *tp;
 639         xfs_fileoff_t                   offset_fsb;
 640         xfs_fileoff_t                   end_fsb;
 641         xfs_filblks_t                   count_fsb;
 642         xfs_fsblock_t                   firstfsb;
 643         struct xfs_defer_ops            dfops;
 644         int                             error;
 645         unsigned int                    resblks;
 646         xfs_filblks_t                   ilen;
 647         xfs_filblks_t                   rlen;
 648         int                             nimaps;
 649
 650         trace_xfs_reflink_end_cow(ip, offset, count);
 651
 652         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
 653         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
 654         count_fsb = (xfs_filblks_t)(end_fsb - offset_fsb);
 655
 656         /* Start a rolling transaction to switch the mappings */
 657         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(ip->i_mount, XFS_DATA_FORK);
 658         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_write,
 659                         resblks, 0, 0, &tp);
 660         if (error)
 661                 goto out;
 662
 663         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 664         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 665
 666         /* Go find the old extent in the CoW fork. */
 667         while (offset_fsb < end_fsb) {
 668                 /* Read extent from the source file */
 669                 nimaps = 1;
 670                 count_fsb = (xfs_filblks_t)(end_fsb - offset_fsb);
 671                 error = xfs_bmapi_read(ip, offset_fsb, count_fsb, &irec,
 672                                 &nimaps, XFS_BMAPI_COWFORK);
 673                 if (error)
 674                         goto out_cancel;
 675                 ASSERT(nimaps == 1);
 676
 677                 ASSERT(irec.br_startblock != DELAYSTARTBLOCK);
 678                 trace_xfs_reflink_cow_remap(ip, &irec);
 679
 680                 /*
 681                  * We can have a hole in the CoW fork if part of a directio
 682                  * write is CoW but part of it isn't.
 683                  */
 684                 rlen = ilen = irec.br_blockcount;
 685                 if (irec.br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
 686                         goto next_extent;
 687
 688                 /* Unmap the old blocks in the data fork. */
 689                 while (rlen) {
 690                         xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
 691                         error = __xfs_bunmapi(tp, ip, irec.br_startoff,
 692                                         &rlen, 0, 1, &firstfsb, &dfops);
 693                         if (error)
 694                                 goto out_defer;
 695
 696                         /*
 697                          * Trim the extent to whatever got unmapped.
 698                          * Remember, bunmapi works backwards.
 699                          */
 700                         uirec.br_startblock = irec.br_startblock + rlen;
 701                         uirec.br_startoff = irec.br_startoff + rlen;
 702                         uirec.br_blockcount = irec.br_blockcount - rlen;
 703                         irec.br_blockcount = rlen;
 704                         trace_xfs_reflink_cow_remap_piece(ip, &uirec);
 705
 706                         /* Free the CoW orphan record. */
 707                         error = xfs_refcount_free_cow_extent(tp->t_mountp,
 708                                         &dfops, uirec.br_startblock,
 709                                         uirec.br_blockcount);
 710                         if (error)
 711                                 goto out_defer;
 712
 713                         /* Map the new blocks into the data fork. */
 714                         error = xfs_bmap_map_extent(tp->t_mountp, &dfops,
 715                                         ip, &uirec);
 716                         if (error)
 717                                 goto out_defer;
 718
 719                         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
 720                         error = xfs_bunmapi_cow(ip, &uirec);
 721                         if (error)
 722                                 goto out_defer;
 723
 724                         error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, ip);
 725                         if (error)
 726                                 goto out_defer;
 727                 }
 728
 729 next_extent:
 730                 /* Roll on... */
 731                 offset_fsb = irec.br_startoff + ilen;
 732         }
 733
 734         error = xfs_trans_commit(tp);
 735         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 736         if (error)
 737                 goto out;
 738         return 0;
 739
 740 out_defer:
 741         xfs_defer_cancel(&dfops);
 742 out_cancel:
 743         xfs_trans_cancel(tp);
 744         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 745 out:
 746         trace_xfs_reflink_end_cow_error(ip, error, _RET_IP_);
 747         return error;
 748 }
 749
 750 /*
 751  * Free leftover CoW reservations that didn't get cleaned out.
 752  */
 753 int
 754 xfs_reflink_recover_cow(
 755         struct xfs_mount        *mp)
 756 {
 757         xfs_agnumber_t          agno;
 758         int                     error = 0;
 759
 760         if (!xfs_sb_version_hasreflink(&mp->m_sb))
 761                 return 0;
 762
 763         for (agno = 0; agno < mp->m_sb.sb_agcount; agno++) {
 764                 error = xfs_refcount_recover_cow_leftovers(mp, agno);
 765                 if (error)
 766                         break;
 767         }
 768
 769         return error;
 770 }
 771
 772 /*
 773  * Reflinking (Block) Ranges of Two Files Together
 774  *
 775  * First, ensure that the reflink flag is set on both inodes.  The flag is an
 776  * optimization to avoid unnecessary refcount btree lookups in the write path.
 777  *
 778  * Now we can iteratively remap the range of extents (and holes) in src to the
 779  * corresponding ranges in dest.  Let drange and srange denote the ranges of
 780  * logical blocks in dest and src touched by the reflink operation.
 781  *
 782  * While the length of drange is greater than zero,
 783  *    - Read src's bmbt at the start of srange ("imap")
 784  *    - If imap doesn't exist, make imap appear to start at the end of srange
 785  *      with zero length.
 786  *    - If imap starts before srange, advance imap to start at srange.
 787  *    - If imap goes beyond srange, truncate imap to end at the end of srange.
 788  *    - Punch (imap start - srange start + imap len) blocks from dest at
 789  *      offset (drange start).
 790  *    - If imap points to a real range of pblks,
 791  *         > Increase the refcount of the imap's pblks
 792  *         > Map imap's pblks into dest at the offset
 793  *           (drange start + imap start - srange start)
 794  *    - Advance drange and srange by (imap start - srange start + imap len)
 795  *
 796  * Finally, if the reflink made dest longer, update both the in-core and
 797  * on-disk file sizes.
 798  *
 799  * ASCII Art Demonstration:
 800  *
 801  * Let's say we want to reflink this source file:
 802  *
 803  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS (src file)
 804  *   <-------------------->
 805  *
 806  * into this destination file:
 807  *
 808  * --DDDDDDDDDDDDDDDDDDD--DDD (dest file)
 809  *        <-------------------->
 810  * '-' means a hole, and 'S' and 'D' are written blocks in the src and dest.
 811  * Observe that the range has different logical offsets in either file.
 812  *
 813  * Consider that the first extent in the source file doesn't line up with our
 814  * reflink range.  Unmapping  and remapping are separate operations, so we can
 815  * unmap more blocks from the destination file than we remap.
 816  *
 817  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
 818  *   <------->
 819  * --DDDDD---------DDDDD--DDD
 820  *        <------->
 821  *
 822  * Now remap the source extent into the destination file:
 823  *
 824  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
 825  *   <------->
 826  * --DDDDD--SSSSSSSDDDDD--DDD
 827  *        <------->
 828  *
 829  * Do likewise with the second hole and extent in our range.  Holes in the
 830  * unmap range don't affect our operation.
 831  *
 832  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
 833  *            <---->
 834  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS-DDD
 835  *                 <---->
 836  *
 837  * Finally, unmap and remap part of the third extent.  This will increase the
 838  * size of the destination file.
 839  *
 840  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
 841  *                  <----->
 842  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS----SSS
 843  *                       <----->
 844  *
 845  * Once we update the destination file's i_size, we're done.
 846  */
 847
 848 /*
 849  * Ensure the reflink bit is set in both inodes.
 850  */
 851 STATIC int
 852 xfs_reflink_set_inode_flag(
 853         struct xfs_inode        *src,
 854         struct xfs_inode        *dest)
 855 {
 856         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
 857         int                     error;
 858         struct xfs_trans        *tp;
 859
 860         if (xfs_is_reflink_inode(src) && xfs_is_reflink_inode(dest))
 861                 return 0;
 862
 863         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
 864         if (error)
 865                 goto out_error;
 866
 867         /* Lock both files against IO */
 868         if (src->i_ino == dest->i_ino)
 869                 xfs_ilock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
 870         else
 871                 xfs_lock_two_inodes(src, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
 872
 873         if (!xfs_is_reflink_inode(src)) {
 874                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(src);
 875                 xfs_trans_ijoin(tp, src, XFS_ILOCK_EXCL);
 876                 src->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
 877                 xfs_trans_log_inode(tp, src, XFS_ILOG_CORE);
 878                 xfs_ifork_init_cow(src);
 879         } else
 880                 xfs_iunlock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
 881
 882         if (src->i_ino == dest->i_ino)
 883                 goto commit_flags;
 884
 885         if (!xfs_is_reflink_inode(dest)) {
 886                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(dest);
 887                 xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
 888                 dest->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
 889                 xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
 890                 xfs_ifork_init_cow(dest);
 891         } else
 892                 xfs_iunlock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
 893
 894 commit_flags:
 895         error = xfs_trans_commit(tp);
 896         if (error)
 897                 goto out_error;
 898         return error;
 899
 900 out_error:
 901         trace_xfs_reflink_set_inode_flag_error(dest, error, _RET_IP_);
 902         return error;
 903 }
 904
 905 /*
 906  * Update destination inode size & cowextsize hint, if necessary.
 907  */
 908 STATIC int
 909 xfs_reflink_update_dest(
 910         struct xfs_inode        *dest,
 911         xfs_off_t               newlen,
 912         xfs_extlen_t            cowextsize)
 913 {
 914         struct xfs_mount        *mp = dest->i_mount;
 915         struct xfs_trans        *tp;
 916         int                     error;
 917
 918         if (newlen <= i_size_read(VFS_I(dest)) && cowextsize == 0)
 919                 return 0;
 920
 921         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
 922         if (error)
 923                 goto out_error;
 924
 925         xfs_ilock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
 926         xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
 927
 928         if (newlen > i_size_read(VFS_I(dest))) {
 929                 trace_xfs_reflink_update_inode_size(dest, newlen);
 930                 i_size_write(VFS_I(dest), newlen);
 931                 dest->i_d.di_size = newlen;
 932         }
 933
 934         if (cowextsize) {
 935                 dest->i_d.di_cowextsize = cowextsize;
 936                 dest->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE;
 937         }
 938
 939         xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
 940
 941         error = xfs_trans_commit(tp);
 942         if (error)
 943                 goto out_error;
 944         return error;
 945
 946 out_error:
 947         trace_xfs_reflink_update_inode_size_error(dest, error, _RET_IP_);
 948         return error;
 949 }
 950
 951 /*
 952  * Do we have enough reserve in this AG to handle a reflink?  The refcount
 953  * btree already reserved all the space it needs, but the rmap btree can grow
 954  * infinitely, so we won't allow more reflinks when the AG is down to the
 955  * btree reserves.
 956  */
 957 static int
 958 xfs_reflink_ag_has_free_space(
 959         struct xfs_mount        *mp,
 960         xfs_agnumber_t          agno)
 961 {
 962         struct xfs_perag        *pag;
 963         int                     error = 0;
 964
 965         if (!xfs_sb_version_hasrmapbt(&mp->m_sb))
 966                 return 0;
 967
 968         pag = xfs_perag_get(mp, agno);
 969         if (xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_AGFL) ||
 970             xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_METADATA))
 971                 error = -ENOSPC;
 972         xfs_perag_put(pag);
 973         return error;
 974 }
 975
 976 /*
 977  * Unmap a range of blocks from a file, then map other blocks into the hole.
 978  * The range to unmap is (destoff : destoff + srcioff + irec->br_blockcount).
 979  * The extent irec is mapped into dest at irec->br_startoff.
 980  */
 981 STATIC int
 982 xfs_reflink_remap_extent(
 983         struct xfs_inode        *ip,
 984         struct xfs_bmbt_irec    *irec,
 985         xfs_fileoff_t           destoff,
 986         xfs_off_t               new_isize)
 987 {
 988         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 989         struct xfs_trans        *tp;
 990         xfs_fsblock_t           firstfsb;
 991         unsigned int            resblks;
 992         struct xfs_defer_ops    dfops;
 993         struct xfs_bmbt_irec    uirec;
 994         bool                    real_extent;
 995         xfs_filblks_t           rlen;
 996         xfs_filblks_t           unmap_len;
 997         xfs_off_t               newlen;
 998         int                     error;
 999
1000         unmap_len = irec->br_startoff + irec->br_blockcount - destoff;
1001         trace_xfs_reflink_punch_range(ip, destoff, unmap_len);
1002
1003         /* Only remap normal extents. */
1004         real_extent =  (irec->br_startblock != HOLESTARTBLOCK &&
1005                         irec->br_startblock != DELAYSTARTBLOCK &&
1006                         !ISUNWRITTEN(irec));
1007
1008         /* No reflinking if we're low on space */
1009         if (real_extent) {
1010                 error = xfs_reflink_ag_has_free_space(mp,
1011                                 XFS_FSB_TO_AGNO(mp, irec->br_startblock));
1012                 if (error)
1013                         goto out;
1014         }
1015
1016         /* Start a rolling transaction to switch the mappings */
1017         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(ip->i_mount, XFS_DATA_FORK);
1018         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0, 0, &tp);
1019         if (error)
1020                 goto out;
1021
1022         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1023         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
1024
1025         /* If we're not just clearing space, then do we have enough quota? */
1026         if (real_extent) {
1027                 error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip,
1028                                 irec->br_blockcount, 0, XFS_QMOPT_RES_REGBLKS);
1029                 if (error)
1030                         goto out_cancel;
1031         }
1032
1033         trace_xfs_reflink_remap(ip, irec->br_startoff,
1034                                 irec->br_blockcount, irec->br_startblock);
1035
1036         /* Unmap the old blocks in the data fork. */
1037         rlen = unmap_len;
1038         while (rlen) {
1039                 xfs_defer_init(&dfops, &firstfsb);
1040                 error = __xfs_bunmapi(tp, ip, destoff, &rlen, 0, 1,
1041                                 &firstfsb, &dfops);
1042                 if (error)
1043                         goto out_defer;
1044
1045                 /*
1046                  * Trim the extent to whatever got unmapped.
1047                  * Remember, bunmapi works backwards.
1048                  */
1049                 uirec.br_startblock = irec->br_startblock + rlen;
1050                 uirec.br_startoff = irec->br_startoff + rlen;
1051                 uirec.br_blockcount = unmap_len - rlen;
1052                 unmap_len = rlen;
1053
1054                 /* If this isn't a real mapping, we're done. */
1055                 if (!real_extent || uirec.br_blockcount == 0)
1056                         goto next_extent;
1057
1058                 trace_xfs_reflink_remap(ip, uirec.br_startoff,
1059                                 uirec.br_blockcount, uirec.br_startblock);
1060
1061                 /* Update the refcount tree */
1062                 error = xfs_refcount_increase_extent(mp, &dfops, &uirec);
1063                 if (error)
1064                         goto out_defer;
1065
1066                 /* Map the new blocks into the data fork. */
1067                 error = xfs_bmap_map_extent(mp, &dfops, ip, &uirec);
1068                 if (error)
1069                         goto out_defer;
1070
1071                 /* Update quota accounting. */
1072                 xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_BCOUNT,
1073                                 uirec.br_blockcount);
1074
1075                 /* Update dest isize if needed. */
1076                 newlen = XFS_FSB_TO_B(mp,
1077                                 uirec.br_startoff + uirec.br_blockcount);
1078                 newlen = min_t(xfs_off_t, newlen, new_isize);
1079                 if (newlen > i_size_read(VFS_I(ip))) {
1080                         trace_xfs_reflink_update_inode_size(ip, newlen);
1081                         i_size_write(VFS_I(ip), newlen);
1082                         ip->i_d.di_size = newlen;
1083                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1084                 }
1085
1086 next_extent:
1087                 /* Process all the deferred stuff. */
1088                 error = xfs_defer_finish(&tp, &dfops, ip);
1089                 if (error)
1090                         goto out_defer;
1091         }
1092
1093         error = xfs_trans_commit(tp);
1094         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1095         if (error)
1096                 goto out;
1097         return 0;
1098
1099 out_defer:
1100         xfs_defer_cancel(&dfops);
1101 out_cancel:
1102         xfs_trans_cancel(tp);
1103         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1104 out:
1105         trace_xfs_reflink_remap_extent_error(ip, error, _RET_IP_);
1106         return error;
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Iteratively remap one file's extents (and holes) to another's.
1111  */
1112 STATIC int
1113 xfs_reflink_remap_blocks(
1114         struct xfs_inode        *src,
1115         xfs_fileoff_t           srcoff,
1116         struct xfs_inode        *dest,
1117         xfs_fileoff_t           destoff,
1118         xfs_filblks_t           len,
1119         xfs_off_t               new_isize)
1120 {
1121         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1122         int                     nimaps;
1123         int                     error = 0;
1124         xfs_filblks_t           range_len;
1125
1126         /* drange = (destoff, destoff + len); srange = (srcoff, srcoff + len) */
1127         while (len) {
1128                 trace_xfs_reflink_remap_blocks_loop(src, srcoff, len,
1129                                 dest, destoff);
1130                 /* Read extent from the source file */
1131                 nimaps = 1;
1132                 xfs_ilock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
1133                 error = xfs_bmapi_read(src, srcoff, len, &imap, &nimaps, 0);
1134                 xfs_iunlock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
1135                 if (error)
1136                         goto err;
1137                 ASSERT(nimaps == 1);
1138
1139                 trace_xfs_reflink_remap_imap(src, srcoff, len, XFS_IO_OVERWRITE,
1140                                 &imap);
1141
1142                 /* Translate imap into the destination file. */
1143                 range_len = imap.br_startoff + imap.br_blockcount - srcoff;
1144                 imap.br_startoff += destoff - srcoff;
1145
1146                 /* Clear dest from destoff to the end of imap and map it in. */
1147                 error = xfs_reflink_remap_extent(dest, &imap, destoff,
1148                                 new_isize);
1149                 if (error)
1150                         goto err;
1151
1152                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1153                         error = -EINTR;
1154                         goto err;
1155                 }
1156
1157                 /* Advance drange/srange */
1158                 srcoff += range_len;
1159                 destoff += range_len;
1160                 len -= range_len;
1161         }
1162
1163         return 0;
1164
1165 err:
1166         trace_xfs_reflink_remap_blocks_error(dest, error, _RET_IP_);
1167         return error;
1168 }
1169
1170 /*
1171  * Read a page's worth of file data into the page cache.  Return the page
1172  * locked.
1173  */
1174 static struct page *
1175 xfs_get_page(
1176         struct inode    *inode,
1177         xfs_off_t       offset)
1178 {
1179         struct address_space    *mapping;
1180         struct page             *page;
1181         pgoff_t                 n;
1182
1183         n = offset >> PAGE_SHIFT;
1184         mapping = inode->i_mapping;
1185         page = read_mapping_page(mapping, n, NULL);
1186         if (IS_ERR(page))
1187                 return page;
1188         if (!PageUptodate(page)) {
1189                 put_page(page);
1190                 return ERR_PTR(-EIO);
1191         }
1192         lock_page(page);
1193         return page;
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Compare extents of two files to see if they are the same.
1198  */
1199 static int
1200 xfs_compare_extents(
1201         struct inode    *src,
1202         xfs_off_t       srcoff,
1203         struct inode    *dest,
1204         xfs_off_t       destoff,
1205         xfs_off_t       len,
1206         bool            *is_same)
1207 {
1208         xfs_off_t       src_poff;
1209         xfs_off_t       dest_poff;
1210         void            *src_addr;
1211         void            *dest_addr;
1212         struct page     *src_page;
1213         struct page     *dest_page;
1214         xfs_off_t       cmp_len;
1215         bool            same;
1216         int             error;
1217
1218         error = -EINVAL;
1219         same = true;
1220         while (len) {
1221                 src_poff = srcoff & (PAGE_SIZE - 1);
1222                 dest_poff = destoff & (PAGE_SIZE - 1);
1223                 cmp_len = min(PAGE_SIZE - src_poff,
1224                               PAGE_SIZE - dest_poff);
1225                 cmp_len = min(cmp_len, len);
1226                 ASSERT(cmp_len > 0);
1227
1228                 trace_xfs_reflink_compare_extents(XFS_I(src), srcoff, cmp_len,
1229                                 XFS_I(dest), destoff);
1230
1231                 src_page = xfs_get_page(src, srcoff);
1232                 if (IS_ERR(src_page)) {
1233                         error = PTR_ERR(src_page);
1234                         goto out_error;
1235                 }
1236                 dest_page = xfs_get_page(dest, destoff);
1237                 if (IS_ERR(dest_page)) {
1238                         error = PTR_ERR(dest_page);
1239                         unlock_page(src_page);
1240                         put_page(src_page);
1241                         goto out_error;
1242                 }
1243                 src_addr = kmap_atomic(src_page);
1244                 dest_addr = kmap_atomic(dest_page);
1245
1246                 flush_dcache_page(src_page);
1247                 flush_dcache_page(dest_page);
1248
1249                 if (memcmp(src_addr + src_poff, dest_addr + dest_poff, cmp_len))
1250                         same = false;
1251
1252                 kunmap_atomic(dest_addr);
1253                 kunmap_atomic(src_addr);
1254                 unlock_page(dest_page);
1255                 unlock_page(src_page);
1256                 put_page(dest_page);
1257                 put_page(src_page);
1258
1259                 if (!same)
1260                         break;
1261
1262                 srcoff += cmp_len;
1263                 destoff += cmp_len;
1264                 len -= cmp_len;
1265         }
1266
1267         *is_same = same;
1268         return 0;
1269
1270 out_error:
1271         trace_xfs_reflink_compare_extents_error(XFS_I(dest), error, _RET_IP_);
1272         return error;
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Link a range of blocks from one file to another.
1277  */
1278 int
1279 xfs_reflink_remap_range(
1280         struct file             *file_in,
1281         loff_t                  pos_in,
1282         struct file             *file_out,
1283         loff_t                  pos_out,
1284         u64                     len,
1285         bool                    is_dedupe)
1286 {
1287         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1288         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1289         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1290         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1291         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
1292         loff_t                  bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
1293         bool                    same_inode = (inode_in == inode_out);
1294         xfs_fileoff_t           sfsbno, dfsbno;
1295         xfs_filblks_t           fsblen;
1296         xfs_extlen_t            cowextsize;
1297         loff_t                  isize;
1298         ssize_t                 ret;
1299         loff_t                  blen;
1300
1301         if (!xfs_sb_version_hasreflink(&mp->m_sb))
1302                 return -EOPNOTSUPP;
1303
1304         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1305                 return -EIO;
1306
1307         /* Lock both files against IO */
1308         if (same_inode) {
1309                 xfs_ilock(src, XFS_IOLOCK_EXCL);
1310                 xfs_ilock(src, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1311         } else {
1312                 xfs_lock_two_inodes(src, dest, XFS_IOLOCK_EXCL);
1313                 xfs_lock_two_inodes(src, dest, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1314         }
1315
1316         /* Don't touch certain kinds of inodes */
1317         ret = -EPERM;
1318         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
1319                 goto out_unlock;
1320
1321         ret = -ETXTBSY;
1322         if (IS_SWAPFILE(inode_in) || IS_SWAPFILE(inode_out))
1323                 goto out_unlock;
1324
1325
1326         /* Don't reflink dirs, pipes, sockets... */
1327         ret = -EISDIR;
1328         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
1329                 goto out_unlock;
1330         ret = -EINVAL;
1331         if (S_ISFIFO(inode_in->i_mode) || S_ISFIFO(inode_out->i_mode))
1332                 goto out_unlock;
1333         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
1334                 goto out_unlock;
1335
1336         /* Don't reflink realtime inodes */
1337         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(src) || XFS_IS_REALTIME_INODE(dest))
1338                 goto out_unlock;
1339
1340         /* Don't share DAX file data for now. */
1341         if (IS_DAX(inode_in) || IS_DAX(inode_out))
1342                 goto out_unlock;
1343
1344         /* Are we going all the way to the end? */
1345         isize = i_size_read(inode_in);
1346         if (isize == 0) {
1347                 ret = 0;
1348                 goto out_unlock;
1349         }
1350
1351         if (len == 0)
1352                 len = isize - pos_in;
1353
1354         /* Ensure offsets don't wrap and the input is inside i_size */
1355         if (pos_in + len < pos_in || pos_out + len < pos_out ||
1356             pos_in + len > isize)
1357                 goto out_unlock;
1358
1359         /* Don't allow dedupe past EOF in the dest file */
1360         if (is_dedupe) {
1361                 loff_t  disize;
1362
1363                 disize = i_size_read(inode_out);
1364                 if (pos_out >= disize || pos_out + len > disize)
1365                         goto out_unlock;
1366         }
1367
1368         /* If we're linking to EOF, continue to the block boundary. */
1369         if (pos_in + len == isize)
1370                 blen = ALIGN(isize, bs) - pos_in;
1371         else
1372                 blen = len;
1373
1374         /* Only reflink if we're aligned to block boundaries */
1375         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_in + blen, bs) ||
1376             !IS_ALIGNED(pos_out, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out + blen, bs))
1377                 goto out_unlock;
1378
1379         /* Don't allow overlapped reflink within the same file */
1380         if (same_inode) {
1381                 if (pos_out + blen > pos_in && pos_out < pos_in + blen)
1382                         goto out_unlock;
1383         }
1384
1385         /* Wait for the completion of any pending IOs on both files */
1386         inode_dio_wait(inode_in);
1387         if (!same_inode)
1388                 inode_dio_wait(inode_out);
1389
1390         ret = filemap_write_and_wait_range(inode_in->i_mapping,
1391                         pos_in, pos_in + len - 1);
1392         if (ret)
1393                 goto out_unlock;
1394
1395         ret = filemap_write_and_wait_range(inode_out->i_mapping,
1396                         pos_out, pos_out + len - 1);
1397         if (ret)
1398                 goto out_unlock;
1399
1400         trace_xfs_reflink_remap_range(src, pos_in, len, dest, pos_out);
1401
1402         /*
1403          * Check that the extents are the same.
1404          */
1405         if (is_dedupe) {
1406                 bool            is_same = false;
1407
1408                 ret = xfs_compare_extents(inode_in, pos_in, inode_out, pos_out,
1409                                 len, &is_same);
1410                 if (ret)
1411                         goto out_unlock;
1412                 if (!is_same) {
1413                         ret = -EBADE;
1414                         goto out_unlock;
1415                 }
1416         }
1417
1418         ret = xfs_reflink_set_inode_flag(src, dest);
1419         if (ret)
1420                 goto out_unlock;
1421
1422         /*
1423          * Invalidate the page cache so that we can clear any CoW mappings
1424          * in the destination file.
1425          */
1426         truncate_inode_pages_range(&inode_out->i_data, pos_out,
1427                                    PAGE_ALIGN(pos_out + len) - 1);
1428
1429         dfsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, pos_out);
1430         sfsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, pos_in);
1431         fsblen = XFS_B_TO_FSB(mp, len);
1432         ret = xfs_reflink_remap_blocks(src, sfsbno, dest, dfsbno, fsblen,
1433                         pos_out + len);
1434         if (ret)
1435                 goto out_unlock;
1436
1437         /*
1438          * Carry the cowextsize hint from src to dest if we're sharing the
1439          * entire source file to the entire destination file, the source file
1440          * has a cowextsize hint, and the destination file does not.
1441          */
1442         cowextsize = 0;
1443         if (pos_in == 0 && len == i_size_read(inode_in) &&
1444             (src->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE) &&
1445             pos_out == 0 && len >= i_size_read(inode_out) &&
1446             !(dest->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE))
1447                 cowextsize = src->i_d.di_cowextsize;
1448
1449         ret = xfs_reflink_update_dest(dest, pos_out + len, cowextsize);
1450
1451 out_unlock:
1452         xfs_iunlock(src, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1453         xfs_iunlock(src, XFS_IOLOCK_EXCL);
1454         if (src->i_ino != dest->i_ino) {
1455                 xfs_iunlock(dest, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1456                 xfs_iunlock(dest, XFS_IOLOCK_EXCL);
1457         }
1458         if (ret)
1459                 trace_xfs_reflink_remap_range_error(dest, ret, _RET_IP_);
1460         return ret;
1461 }
1462
1463 /*
1464  * The user wants to preemptively CoW all shared blocks in this file,
1465  * which enables us to turn off the reflink flag.  Iterate all
1466  * extents which are not prealloc/delalloc to see which ranges are
1467  * mentioned in the refcount tree, then read those blocks into the
1468  * pagecache, dirty them, fsync them back out, and then we can update
1469  * the inode flag.  What happens if we run out of memory? :)
1470  */
1471 STATIC int
1472 xfs_reflink_dirty_extents(
1473         struct xfs_inode        *ip,
1474         xfs_fileoff_t           fbno,
1475         xfs_filblks_t           end,
1476         xfs_off_t               isize)
1477 {
1478         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1479         xfs_agnumber_t          agno;
1480         xfs_agblock_t           agbno;
1481         xfs_extlen_t            aglen;
1482         xfs_agblock_t           rbno;
1483         xfs_extlen_t            rlen;
1484         xfs_off_t               fpos;
1485         xfs_off_t               flen;
1486         struct xfs_bmbt_irec    map[2];
1487         int                     nmaps;
1488         int                     error = 0;
1489
1490         while (end - fbno > 0) {
1491                 nmaps = 1;
1492                 /*
1493                  * Look for extents in the file.  Skip holes, delalloc, or
1494                  * unwritten extents; they can't be reflinked.
1495                  */
1496                 error = xfs_bmapi_read(ip, fbno, end - fbno, map, &nmaps, 0);
1497                 if (error)
1498                         goto out;
1499                 if (nmaps == 0)
1500                         break;
1501                 if (map[0].br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
1502                     map[0].br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
1503                     ISUNWRITTEN(&map[0]))
1504                         goto next;
1505
1506                 map[1] = map[0];
1507                 while (map[1].br_blockcount) {
1508                         agno = XFS_FSB_TO_AGNO(mp, map[1].br_startblock);
1509                         agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(mp, map[1].br_startblock);
1510                         aglen = map[1].br_blockcount;
1511
1512                         error = xfs_reflink_find_shared(mp, agno, agbno, aglen,
1513                                         &rbno, &rlen, true);
1514                         if (error)
1515                                 goto out;
1516                         if (rbno == NULLAGBLOCK)
1517                                 break;
1518
1519                         /* Dirty the pages */
1520                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1521                         fpos = XFS_FSB_TO_B(mp, map[1].br_startoff +
1522                                         (rbno - agbno));
1523                         flen = XFS_FSB_TO_B(mp, rlen);
1524                         if (fpos + flen > isize)
1525                                 flen = isize - fpos;
1526                         error = iomap_file_dirty(VFS_I(ip), fpos, flen,
1527                                         &xfs_iomap_ops);
1528                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1529                         if (error)
1530                                 goto out;
1531
1532                         map[1].br_blockcount -= (rbno - agbno + rlen);
1533                         map[1].br_startoff += (rbno - agbno + rlen);
1534                         map[1].br_startblock += (rbno - agbno + rlen);
1535                 }
1536
1537 next:
1538                 fbno = map[0].br_startoff + map[0].br_blockcount;
1539         }
1540 out:
1541         return error;
1542 }
1543
1544 /* Clear the inode reflink flag if there are no shared extents. */
1545 int
1546 xfs_reflink_clear_inode_flag(
1547         struct xfs_inode        *ip,
1548         struct xfs_trans        **tpp)
1549 {
1550         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1551         xfs_fileoff_t           fbno;
1552         xfs_filblks_t           end;
1553         xfs_agnumber_t          agno;
1554         xfs_agblock_t           agbno;
1555         xfs_extlen_t            aglen;
1556         xfs_agblock_t           rbno;
1557         xfs_extlen_t            rlen;
1558         struct xfs_bmbt_irec    map;
1559         int                     nmaps;
1560         int                     error = 0;
1561
1562         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
1563
1564         fbno = 0;
1565         end = XFS_B_TO_FSB(mp, i_size_read(VFS_I(ip)));
1566         while (end - fbno > 0) {
1567                 nmaps = 1;
1568                 /*
1569                  * Look for extents in the file.  Skip holes, delalloc, or
1570                  * unwritten extents; they can't be reflinked.
1571                  */
1572                 error = xfs_bmapi_read(ip, fbno, end - fbno, &map, &nmaps, 0);
1573                 if (error)
1574                         return error;
1575                 if (nmaps == 0)
1576                         break;
1577                 if (map.br_startblock == HOLESTARTBLOCK ||
1578                     map.br_startblock == DELAYSTARTBLOCK ||
1579                     ISUNWRITTEN(&map))
1580                         goto next;
1581
1582                 agno = XFS_FSB_TO_AGNO(mp, map.br_startblock);
1583                 agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(mp, map.br_startblock);
1584                 aglen = map.br_blockcount;
1585
1586                 error = xfs_reflink_find_shared(mp, agno, agbno, aglen,
1587                                 &rbno, &rlen, false);
1588                 if (error)
1589                         return error;
1590                 /* Is there still a shared block here? */
1591                 if (rbno != NULLAGBLOCK)
1592                         return 0;
1593 next:
1594                 fbno = map.br_startoff + map.br_blockcount;
1595         }
1596
1597         /*
1598          * We didn't find any shared blocks so turn off the reflink flag.
1599          * First, get rid of any leftover CoW mappings.
1600          */
1601         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, tpp, 0, NULLFILEOFF);
1602         if (error)
1603                 return error;
1604
1605         /* Clear the inode flag. */
1606         trace_xfs_reflink_unset_inode_flag(ip);
1607         ip->i_d.di_flags2 &= ~XFS_DIFLAG2_REFLINK;
1608         xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
1609         xfs_trans_ijoin(*tpp, ip, 0);
1610         xfs_trans_log_inode(*tpp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1611
1612         return error;
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Clear the inode reflink flag if there are no shared extents and the size
1617  * hasn't changed.
1618  */
1619 STATIC int
1620 xfs_reflink_try_clear_inode_flag(
1621         struct xfs_inode        *ip)
1622 {
1623         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1624         struct xfs_trans        *tp;
1625         int                     error = 0;
1626
1627         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
1628         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0, 0, 0, &tp);
1629         if (error)
1630                 return error;
1631
1632         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1633         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
1634
1635         error = xfs_reflink_clear_inode_flag(ip, &tp);
1636         if (error)
1637                 goto cancel;
1638
1639         error = xfs_trans_commit(tp);
1640         if (error)
1641                 goto out;
1642
1643         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1644         return 0;
1645 cancel:
1646         xfs_trans_cancel(tp);
1647 out:
1648         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1649         return error;
1650 }
1651
1652 /*
1653  * Pre-COW all shared blocks within a given byte range of a file and turn off
1654  * the reflink flag if we unshare all of the file's blocks.
1655  */
1656 int
1657 xfs_reflink_unshare(
1658         struct xfs_inode        *ip,
1659         xfs_off_t               offset,
1660         xfs_off_t               len)
1661 {
1662         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1663         xfs_fileoff_t           fbno;
1664         xfs_filblks_t           end;
1665         xfs_off_t               isize;
1666         int                     error;
1667
1668         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
1669                 return 0;
1670
1671         trace_xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
1672
1673         inode_dio_wait(VFS_I(ip));
1674
1675         /* Try to CoW the selected ranges */
1676         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1677         fbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1678         isize = i_size_read(VFS_I(ip));
1679         end = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + len);
1680         error = xfs_reflink_dirty_extents(ip, fbno, end, isize);
1681         if (error)
1682                 goto out_unlock;
1683         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1684
1685         /* Wait for the IO to finish */
1686         error = filemap_write_and_wait(VFS_I(ip)->i_mapping);
1687         if (error)
1688                 goto out;
1689
1690         /* Turn off the reflink flag if possible. */
1691         error = xfs_reflink_try_clear_inode_flag(ip);
1692         if (error)
1693                 goto out;
1694
1695         return 0;
1696
1697 out_unlock:
1698         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1699 out:
1700         trace_xfs_reflink_unshare_error(ip, error, _RET_IP_);
1701         return error;
1702 }
1703
1704 /*
1705  * Does this inode have any real CoW reservations?
1706  */
1707 bool
1708 xfs_reflink_has_real_cow_blocks(
1709         struct xfs_inode                *ip)
1710 {
1711         struct xfs_bmbt_irec            irec;
1712         struct xfs_ifork                *ifp;
1713         struct xfs_bmbt_rec_host        *gotp;
1714         xfs_extnum_t                    idx;
1715
1716         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
1717                 return false;
1718
1719         /* Go find the old extent in the CoW fork. */
1720         ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
1721         gotp = xfs_iext_bno_to_ext(ifp, 0, &idx);
1722         while (gotp) {
1723                 xfs_bmbt_get_all(gotp, &irec);
1724
1725                 if (!isnullstartblock(irec.br_startblock))
1726                         return true;
1727
1728                 /* Roll on... */
1729                 idx++;
1730                 if (idx >= ifp->if_bytes / sizeof(xfs_bmbt_rec_t))
1731                         break;
1732                 gotp = xfs_iext_get_ext(ifp, idx);
1733         }
1734
1735         return false;
1736 }