xfs: remove the unused shared argument to xfs_reflink_reserve_cow
[linux-2.6-block.git] / fs / xfs / xfs_reflink.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Copyright (C) 2016 Oracle.  All Rights Reserved.
4  * Author: Darrick J. Wong <darrick.wong@oracle.com>
5  */
6 #include "xfs.h"
7 #include "xfs_fs.h"
8 #include "xfs_shared.h"
9 #include "xfs_format.h"
10 #include "xfs_log_format.h"
11 #include "xfs_trans_resv.h"
12 #include "xfs_mount.h"
13 #include "xfs_defer.h"
14 #include "xfs_da_format.h"
15 #include "xfs_da_btree.h"
16 #include "xfs_inode.h"
17 #include "xfs_trans.h"
18 #include "xfs_inode_item.h"
19 #include "xfs_bmap.h"
20 #include "xfs_bmap_util.h"
21 #include "xfs_error.h"
22 #include "xfs_dir2.h"
23 #include "xfs_dir2_priv.h"
24 #include "xfs_ioctl.h"
25 #include "xfs_trace.h"
26 #include "xfs_log.h"
27 #include "xfs_icache.h"
28 #include "xfs_pnfs.h"
29 #include "xfs_btree.h"
30 #include "xfs_refcount_btree.h"
31 #include "xfs_refcount.h"
32 #include "xfs_bmap_btree.h"
33 #include "xfs_trans_space.h"
34 #include "xfs_bit.h"
35 #include "xfs_alloc.h"
36 #include "xfs_quota_defs.h"
37 #include "xfs_quota.h"
38 #include "xfs_reflink.h"
39 #include "xfs_iomap.h"
40 #include "xfs_rmap_btree.h"
41 #include "xfs_sb.h"
42 #include "xfs_ag_resv.h"
43
44 /*
45  * Copy on Write of Shared Blocks
46  *
47  * XFS must preserve "the usual" file semantics even when two files share
48  * the same physical blocks.  This means that a write to one file must not
49  * alter the blocks in a different file; the way that we'll do that is
50  * through the use of a copy-on-write mechanism.  At a high level, that
51  * means that when we want to write to a shared block, we allocate a new
52  * block, write the data to the new block, and if that succeeds we map the
53  * new block into the file.
54  *
55  * XFS provides a "delayed allocation" mechanism that defers the allocation
56  * of disk blocks to dirty-but-not-yet-mapped file blocks as long as
57  * possible.  This reduces fragmentation by enabling the filesystem to ask
58  * for bigger chunks less often, which is exactly what we want for CoW.
59  *
60  * The delalloc mechanism begins when the kernel wants to make a block
61  * writable (write_begin or page_mkwrite).  If the offset is not mapped, we
62  * create a delalloc mapping, which is a regular in-core extent, but without
63  * a real startblock.  (For delalloc mappings, the startblock encodes both
64  * a flag that this is a delalloc mapping, and a worst-case estimate of how
65  * many blocks might be required to put the mapping into the BMBT.)  delalloc
66  * mappings are a reservation against the free space in the filesystem;
67  * adjacent mappings can also be combined into fewer larger mappings.
68  *
69  * As an optimization, the CoW extent size hint (cowextsz) creates
70  * outsized aligned delalloc reservations in the hope of landing out of
71  * order nearby CoW writes in a single extent on disk, thereby reducing
72  * fragmentation and improving future performance.
73  *
74  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR--- (data fork)
75  * C: ------DDDDDDD--------- (CoW fork)
76  *
77  * When dirty pages are being written out (typically in writepage), the
78  * delalloc reservations are converted into unwritten mappings by
79  * allocating blocks and replacing the delalloc mapping with real ones.
80  * A delalloc mapping can be replaced by several unwritten ones if the
81  * free space is fragmented.
82  *
83  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR---
84  * C: ------UUUUUUU---------
85  *
86  * We want to adapt the delalloc mechanism for copy-on-write, since the
87  * write paths are similar.  The first two steps (creating the reservation
88  * and allocating the blocks) are exactly the same as delalloc except that
89  * the mappings must be stored in a separate CoW fork because we do not want
90  * to disturb the mapping in the data fork until we're sure that the write
91  * succeeded.  IO completion in this case is the process of removing the old
92  * mapping from the data fork and moving the new mapping from the CoW fork to
93  * the data fork.  This will be discussed shortly.
94  *
95  * For now, unaligned directio writes will be bounced back to the page cache.
96  * Block-aligned directio writes will use the same mechanism as buffered
97  * writes.
98  *
99  * Just prior to submitting the actual disk write requests, we convert
100  * the extents representing the range of the file actually being written
101  * (as opposed to extra pieces created for the cowextsize hint) to real
102  * extents.  This will become important in the next step:
103  *
104  * D: --RRRRRRSSSRRRRRRRR---
105  * C: ------UUrrUUU---------
106  *
107  * CoW remapping must be done after the data block write completes,
108  * because we don't want to destroy the old data fork map until we're sure
109  * the new block has been written.  Since the new mappings are kept in a
110  * separate fork, we can simply iterate these mappings to find the ones
111  * that cover the file blocks that we just CoW'd.  For each extent, simply
112  * unmap the corresponding range in the data fork, map the new range into
113  * the data fork, and remove the extent from the CoW fork.  Because of
114  * the presence of the cowextsize hint, however, we must be careful
115  * only to remap the blocks that we've actually written out --  we must
116  * never remap delalloc reservations nor CoW staging blocks that have
117  * yet to be written.  This corresponds exactly to the real extents in
118  * the CoW fork:
119  *
120  * D: --RRRRRRrrSRRRRRRRR---
121  * C: ------UU--UUU---------
122  *
123  * Since the remapping operation can be applied to an arbitrary file
124  * range, we record the need for the remap step as a flag in the ioend
125  * instead of declaring a new IO type.  This is required for direct io
126  * because we only have ioend for the whole dio, and we have to be able to
127  * remember the presence of unwritten blocks and CoW blocks with a single
128  * ioend structure.  Better yet, the more ground we can cover with one
129  * ioend, the better.
130  */
131
132 /*
133  * Given an AG extent, find the lowest-numbered run of shared blocks
134  * within that range and return the range in fbno/flen.  If
135  * find_end_of_shared is true, return the longest contiguous extent of
136  * shared blocks.  If there are no shared extents, fbno and flen will
137  * be set to NULLAGBLOCK and 0, respectively.
138  */
139 int
140 xfs_reflink_find_shared(
141         struct xfs_mount        *mp,
142         struct xfs_trans        *tp,
143         xfs_agnumber_t          agno,
144         xfs_agblock_t           agbno,
145         xfs_extlen_t            aglen,
146         xfs_agblock_t           *fbno,
147         xfs_extlen_t            *flen,
148         bool                    find_end_of_shared)
149 {
150         struct xfs_buf          *agbp;
151         struct xfs_btree_cur    *cur;
152         int                     error;
153
154         error = xfs_alloc_read_agf(mp, tp, agno, 0, &agbp);
155         if (error)
156                 return error;
157         if (!agbp)
158                 return -ENOMEM;
159
160         cur = xfs_refcountbt_init_cursor(mp, tp, agbp, agno);
161
162         error = xfs_refcount_find_shared(cur, agbno, aglen, fbno, flen,
163                         find_end_of_shared);
164
165         xfs_btree_del_cursor(cur, error);
166
167         xfs_trans_brelse(tp, agbp);
168         return error;
169 }
170
171 /*
172  * Trim the mapping to the next block where there's a change in the
173  * shared/unshared status.  More specifically, this means that we
174  * find the lowest-numbered extent of shared blocks that coincides with
175  * the given block mapping.  If the shared extent overlaps the start of
176  * the mapping, trim the mapping to the end of the shared extent.  If
177  * the shared region intersects the mapping, trim the mapping to the
178  * start of the shared extent.  If there are no shared regions that
179  * overlap, just return the original extent.
180  */
181 int
182 xfs_reflink_trim_around_shared(
183         struct xfs_inode        *ip,
184         struct xfs_bmbt_irec    *irec,
185         bool                    *shared,
186         bool                    *trimmed)
187 {
188         xfs_agnumber_t          agno;
189         xfs_agblock_t           agbno;
190         xfs_extlen_t            aglen;
191         xfs_agblock_t           fbno;
192         xfs_extlen_t            flen;
193         int                     error = 0;
194
195         /* Holes, unwritten, and delalloc extents cannot be shared */
196         if (!xfs_is_reflink_inode(ip) || !xfs_bmap_is_real_extent(irec)) {
197                 *shared = false;
198                 return 0;
199         }
200
201         trace_xfs_reflink_trim_around_shared(ip, irec);
202
203         agno = XFS_FSB_TO_AGNO(ip->i_mount, irec->br_startblock);
204         agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(ip->i_mount, irec->br_startblock);
205         aglen = irec->br_blockcount;
206
207         error = xfs_reflink_find_shared(ip->i_mount, NULL, agno, agbno,
208                         aglen, &fbno, &flen, true);
209         if (error)
210                 return error;
211
212         *shared = *trimmed = false;
213         if (fbno == NULLAGBLOCK) {
214                 /* No shared blocks at all. */
215                 return 0;
216         } else if (fbno == agbno) {
217                 /*
218                  * The start of this extent is shared.  Truncate the
219                  * mapping at the end of the shared region so that a
220                  * subsequent iteration starts at the start of the
221                  * unshared region.
222                  */
223                 irec->br_blockcount = flen;
224                 *shared = true;
225                 if (flen != aglen)
226                         *trimmed = true;
227                 return 0;
228         } else {
229                 /*
230                  * There's a shared extent midway through this extent.
231                  * Truncate the mapping at the start of the shared
232                  * extent so that a subsequent iteration starts at the
233                  * start of the shared region.
234                  */
235                 irec->br_blockcount = fbno - agbno;
236                 *trimmed = true;
237                 return 0;
238         }
239 }
240
241 /*
242  * Trim the passed in imap to the next shared/unshared extent boundary, and
243  * if imap->br_startoff points to a shared extent reserve space for it in the
244  * COW fork.
245  *
246  * Note that imap will always contain the block numbers for the existing blocks
247  * in the data fork, as the upper layers need them for read-modify-write
248  * operations.
249  */
250 int
251 xfs_reflink_reserve_cow(
252         struct xfs_inode        *ip,
253         struct xfs_bmbt_irec    *imap)
254 {
255         struct xfs_ifork        *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
256         struct xfs_bmbt_irec    got;
257         int                     error = 0;
258         bool                    eof = false, trimmed;
259         struct xfs_iext_cursor  icur;
260         bool                    shared;
261
262         /*
263          * Search the COW fork extent list first.  This serves two purposes:
264          * first this implement the speculative preallocation using cowextisze,
265          * so that we also unshared block adjacent to shared blocks instead
266          * of just the shared blocks themselves.  Second the lookup in the
267          * extent list is generally faster than going out to the shared extent
268          * tree.
269          */
270
271         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, imap->br_startoff, &icur, &got))
272                 eof = true;
273         if (!eof && got.br_startoff <= imap->br_startoff) {
274                 trace_xfs_reflink_cow_found(ip, imap);
275                 xfs_trim_extent(imap, got.br_startoff, got.br_blockcount);
276                 return 0;
277         }
278
279         /* Trim the mapping to the nearest shared extent boundary. */
280         error = xfs_reflink_trim_around_shared(ip, imap, &shared, &trimmed);
281         if (error)
282                 return error;
283
284         /* Not shared?  Just report the (potentially capped) extent. */
285         if (!shared)
286                 return 0;
287
288         /*
289          * Fork all the shared blocks from our write offset until the end of
290          * the extent.
291          */
292         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, false);
293         if (error)
294                 return error;
295
296         error = xfs_bmapi_reserve_delalloc(ip, XFS_COW_FORK, imap->br_startoff,
297                         imap->br_blockcount, 0, &got, &icur, eof);
298         if (error == -ENOSPC || error == -EDQUOT)
299                 trace_xfs_reflink_cow_enospc(ip, imap);
300         if (error)
301                 return error;
302
303         trace_xfs_reflink_cow_alloc(ip, &got);
304         return 0;
305 }
306
307 /* Convert part of an unwritten CoW extent to a real one. */
308 STATIC int
309 xfs_reflink_convert_cow_extent(
310         struct xfs_inode                *ip,
311         struct xfs_bmbt_irec            *imap,
312         xfs_fileoff_t                   offset_fsb,
313         xfs_filblks_t                   count_fsb)
314 {
315         int                             nimaps = 1;
316
317         if (imap->br_state == XFS_EXT_NORM)
318                 return 0;
319
320         xfs_trim_extent(imap, offset_fsb, count_fsb);
321         trace_xfs_reflink_convert_cow(ip, imap);
322         if (imap->br_blockcount == 0)
323                 return 0;
324         return xfs_bmapi_write(NULL, ip, imap->br_startoff, imap->br_blockcount,
325                         XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_CONVERT, 0, imap,
326                         &nimaps);
327 }
328
329 /* Convert all of the unwritten CoW extents in a file's range to real ones. */
330 int
331 xfs_reflink_convert_cow(
332         struct xfs_inode        *ip,
333         xfs_off_t               offset,
334         xfs_off_t               count)
335 {
336         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
337         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
338         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count);
339         xfs_filblks_t           count_fsb = end_fsb - offset_fsb;
340         struct xfs_bmbt_irec    imap;
341         int                     nimaps = 1, error = 0;
342
343         ASSERT(count != 0);
344
345         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
346         error = xfs_bmapi_write(NULL, ip, offset_fsb, count_fsb,
347                         XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_CONVERT |
348                         XFS_BMAPI_CONVERT_ONLY, 0, &imap, &nimaps);
349         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
350         return error;
351 }
352
353 /*
354  * Find the extent that maps the given range in the COW fork. Even if the extent
355  * is not shared we might have a preallocation for it in the COW fork. If so we
356  * use it that rather than trigger a new allocation.
357  */
358 static int
359 xfs_find_trim_cow_extent(
360         struct xfs_inode        *ip,
361         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
362         bool                    *shared,
363         bool                    *found)
364 {
365         xfs_fileoff_t           offset_fsb = imap->br_startoff;
366         xfs_filblks_t           count_fsb = imap->br_blockcount;
367         struct xfs_iext_cursor  icur;
368         struct xfs_bmbt_irec    got;
369         bool                    trimmed;
370
371         *found = false;
372
373         /*
374          * If we don't find an overlapping extent, trim the range we need to
375          * allocate to fit the hole we found.
376          */
377         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, ip->i_cowfp, offset_fsb, &icur, &got) ||
378             got.br_startoff > offset_fsb)
379                 return xfs_reflink_trim_around_shared(ip, imap, shared, &trimmed);
380
381         *shared = true;
382         if (isnullstartblock(got.br_startblock)) {
383                 xfs_trim_extent(imap, got.br_startoff, got.br_blockcount);
384                 return 0;
385         }
386
387         /* real extent found - no need to allocate */
388         xfs_trim_extent(&got, offset_fsb, count_fsb);
389         *imap = got;
390         *found = true;
391         return 0;
392 }
393
394 /* Allocate all CoW reservations covering a range of blocks in a file. */
395 int
396 xfs_reflink_allocate_cow(
397         struct xfs_inode        *ip,
398         struct xfs_bmbt_irec    *imap,
399         bool                    *shared,
400         uint                    *lockmode)
401 {
402         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
403         xfs_fileoff_t           offset_fsb = imap->br_startoff;
404         xfs_filblks_t           count_fsb = imap->br_blockcount;
405         struct xfs_trans        *tp;
406         int                     nimaps, error = 0;
407         bool                    found;
408         xfs_filblks_t           resaligned;
409         xfs_extlen_t            resblks = 0;
410
411         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL));
412         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
413
414         error = xfs_find_trim_cow_extent(ip, imap, shared, &found);
415         if (error || !*shared)
416                 return error;
417         if (found)
418                 goto convert;
419
420         resaligned = xfs_aligned_fsb_count(imap->br_startoff,
421                 imap->br_blockcount, xfs_get_cowextsz_hint(ip));
422         resblks = XFS_DIOSTRAT_SPACE_RES(mp, resaligned);
423
424         xfs_iunlock(ip, *lockmode);
425         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0, 0, &tp);
426         *lockmode = XFS_ILOCK_EXCL;
427         xfs_ilock(ip, *lockmode);
428
429         if (error)
430                 return error;
431
432         error = xfs_qm_dqattach_locked(ip, false);
433         if (error)
434                 goto out_trans_cancel;
435
436         /*
437          * Check for an overlapping extent again now that we dropped the ilock.
438          */
439         error = xfs_find_trim_cow_extent(ip, imap, shared, &found);
440         if (error || !*shared)
441                 goto out_trans_cancel;
442         if (found) {
443                 xfs_trans_cancel(tp);
444                 goto convert;
445         }
446
447         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip, resblks, 0,
448                         XFS_QMOPT_RES_REGBLKS);
449         if (error)
450                 goto out_trans_cancel;
451
452         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
453
454         /* Allocate the entire reservation as unwritten blocks. */
455         nimaps = 1;
456         error = xfs_bmapi_write(tp, ip, imap->br_startoff, imap->br_blockcount,
457                         XFS_BMAPI_COWFORK | XFS_BMAPI_PREALLOC,
458                         resblks, imap, &nimaps);
459         if (error)
460                 goto out_unreserve;
461
462         xfs_inode_set_cowblocks_tag(ip);
463         error = xfs_trans_commit(tp);
464         if (error)
465                 return error;
466
467         /*
468          * Allocation succeeded but the requested range was not even partially
469          * satisfied?  Bail out!
470          */
471         if (nimaps == 0)
472                 return -ENOSPC;
473 convert:
474         return xfs_reflink_convert_cow_extent(ip, imap, offset_fsb, count_fsb);
475
476 out_unreserve:
477         xfs_trans_unreserve_quota_nblks(tp, ip, (long)resblks, 0,
478                         XFS_QMOPT_RES_REGBLKS);
479 out_trans_cancel:
480         xfs_trans_cancel(tp);
481         return error;
482 }
483
484 /*
485  * Cancel CoW reservations for some block range of an inode.
486  *
487  * If cancel_real is true this function cancels all COW fork extents for the
488  * inode; if cancel_real is false, real extents are not cleared.
489  *
490  * Caller must have already joined the inode to the current transaction. The
491  * inode will be joined to the transaction returned to the caller.
492  */
493 int
494 xfs_reflink_cancel_cow_blocks(
495         struct xfs_inode                *ip,
496         struct xfs_trans                **tpp,
497         xfs_fileoff_t                   offset_fsb,
498         xfs_fileoff_t                   end_fsb,
499         bool                            cancel_real)
500 {
501         struct xfs_ifork                *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
502         struct xfs_bmbt_irec            got, del;
503         struct xfs_iext_cursor          icur;
504         int                             error = 0;
505
506         if (!xfs_inode_has_cow_data(ip))
507                 return 0;
508         if (!xfs_iext_lookup_extent_before(ip, ifp, &end_fsb, &icur, &got))
509                 return 0;
510
511         /* Walk backwards until we're out of the I/O range... */
512         while (got.br_startoff + got.br_blockcount > offset_fsb) {
513                 del = got;
514                 xfs_trim_extent(&del, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
515
516                 /* Extent delete may have bumped ext forward */
517                 if (!del.br_blockcount) {
518                         xfs_iext_prev(ifp, &icur);
519                         goto next_extent;
520                 }
521
522                 trace_xfs_reflink_cancel_cow(ip, &del);
523
524                 if (isnullstartblock(del.br_startblock)) {
525                         error = xfs_bmap_del_extent_delay(ip, XFS_COW_FORK,
526                                         &icur, &got, &del);
527                         if (error)
528                                 break;
529                 } else if (del.br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN || cancel_real) {
530                         ASSERT((*tpp)->t_firstblock == NULLFSBLOCK);
531
532                         /* Free the CoW orphan record. */
533                         error = xfs_refcount_free_cow_extent(*tpp,
534                                         del.br_startblock, del.br_blockcount);
535                         if (error)
536                                 break;
537
538                         xfs_bmap_add_free(*tpp, del.br_startblock,
539                                           del.br_blockcount, NULL);
540
541                         /* Roll the transaction */
542                         error = xfs_defer_finish(tpp);
543                         if (error)
544                                 break;
545
546                         /* Remove the mapping from the CoW fork. */
547                         xfs_bmap_del_extent_cow(ip, &icur, &got, &del);
548
549                         /* Remove the quota reservation */
550                         error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(NULL, ip,
551                                         -(long)del.br_blockcount, 0,
552                                         XFS_QMOPT_RES_REGBLKS);
553                         if (error)
554                                 break;
555                 } else {
556                         /* Didn't do anything, push cursor back. */
557                         xfs_iext_prev(ifp, &icur);
558                 }
559 next_extent:
560                 if (!xfs_iext_get_extent(ifp, &icur, &got))
561                         break;
562         }
563
564         /* clear tag if cow fork is emptied */
565         if (!ifp->if_bytes)
566                 xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
567         return error;
568 }
569
570 /*
571  * Cancel CoW reservations for some byte range of an inode.
572  *
573  * If cancel_real is true this function cancels all COW fork extents for the
574  * inode; if cancel_real is false, real extents are not cleared.
575  */
576 int
577 xfs_reflink_cancel_cow_range(
578         struct xfs_inode        *ip,
579         xfs_off_t               offset,
580         xfs_off_t               count,
581         bool                    cancel_real)
582 {
583         struct xfs_trans        *tp;
584         xfs_fileoff_t           offset_fsb;
585         xfs_fileoff_t           end_fsb;
586         int                     error;
587
588         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range(ip, offset, count);
589         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
590
591         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
592         if (count == NULLFILEOFF)
593                 end_fsb = NULLFILEOFF;
594         else
595                 end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
596
597         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
598         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_write,
599                         0, 0, XFS_TRANS_NOFS, &tp);
600         if (error)
601                 goto out;
602
603         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
604         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
605
606         /* Scrape out the old CoW reservations */
607         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, &tp, offset_fsb, end_fsb,
608                         cancel_real);
609         if (error)
610                 goto out_cancel;
611
612         error = xfs_trans_commit(tp);
613
614         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
615         return error;
616
617 out_cancel:
618         xfs_trans_cancel(tp);
619         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
620 out:
621         trace_xfs_reflink_cancel_cow_range_error(ip, error, _RET_IP_);
622         return error;
623 }
624
625 /*
626  * Remap parts of a file's data fork after a successful CoW.
627  */
628 int
629 xfs_reflink_end_cow(
630         struct xfs_inode                *ip,
631         xfs_off_t                       offset,
632         xfs_off_t                       count)
633 {
634         struct xfs_ifork                *ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_COW_FORK);
635         struct xfs_bmbt_irec            got, del;
636         struct xfs_trans                *tp;
637         xfs_fileoff_t                   offset_fsb;
638         xfs_fileoff_t                   end_fsb;
639         int                             error;
640         unsigned int                    resblks;
641         xfs_filblks_t                   rlen;
642         struct xfs_iext_cursor          icur;
643
644         trace_xfs_reflink_end_cow(ip, offset, count);
645
646         /* No COW extents?  That's easy! */
647         if (ifp->if_bytes == 0)
648                 return 0;
649
650         offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(ip->i_mount, offset);
651         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(ip->i_mount, offset + count);
652
653         /*
654          * Start a rolling transaction to switch the mappings.  We're
655          * unlikely ever to have to remap 16T worth of single-block
656          * extents, so just cap the worst case extent count to 2^32-1.
657          * Stick a warning in just in case, and avoid 64-bit division.
658          */
659         BUILD_BUG_ON(MAX_RW_COUNT > UINT_MAX);
660         if (end_fsb - offset_fsb > UINT_MAX) {
661                 error = -EFSCORRUPTED;
662                 xfs_force_shutdown(ip->i_mount, SHUTDOWN_CORRUPT_INCORE);
663                 ASSERT(0);
664                 goto out;
665         }
666         resblks = XFS_NEXTENTADD_SPACE_RES(ip->i_mount,
667                         (unsigned int)(end_fsb - offset_fsb),
668                         XFS_DATA_FORK);
669         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_write,
670                         resblks, 0, XFS_TRANS_RESERVE | XFS_TRANS_NOFS, &tp);
671         if (error)
672                 goto out;
673
674         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
675         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
676
677         /*
678          * In case of racing, overlapping AIO writes no COW extents might be
679          * left by the time I/O completes for the loser of the race.  In that
680          * case we are done.
681          */
682         if (!xfs_iext_lookup_extent_before(ip, ifp, &end_fsb, &icur, &got))
683                 goto out_cancel;
684
685         /* Walk backwards until we're out of the I/O range... */
686         while (got.br_startoff + got.br_blockcount > offset_fsb) {
687                 del = got;
688                 xfs_trim_extent(&del, offset_fsb, end_fsb - offset_fsb);
689
690                 /* Extent delete may have bumped ext forward */
691                 if (!del.br_blockcount)
692                         goto prev_extent;
693
694                 /*
695                  * Only remap real extent that contain data.  With AIO
696                  * speculatively preallocations can leak into the range we
697                  * are called upon, and we need to skip them.
698                  */
699                 if (!xfs_bmap_is_real_extent(&got))
700                         goto prev_extent;
701
702                 /* Unmap the old blocks in the data fork. */
703                 ASSERT(tp->t_firstblock == NULLFSBLOCK);
704                 rlen = del.br_blockcount;
705                 error = __xfs_bunmapi(tp, ip, del.br_startoff, &rlen, 0, 1);
706                 if (error)
707                         goto out_cancel;
708
709                 /* Trim the extent to whatever got unmapped. */
710                 if (rlen) {
711                         xfs_trim_extent(&del, del.br_startoff + rlen,
712                                 del.br_blockcount - rlen);
713                 }
714                 trace_xfs_reflink_cow_remap(ip, &del);
715
716                 /* Free the CoW orphan record. */
717                 error = xfs_refcount_free_cow_extent(tp, del.br_startblock,
718                                 del.br_blockcount);
719                 if (error)
720                         goto out_cancel;
721
722                 /* Map the new blocks into the data fork. */
723                 error = xfs_bmap_map_extent(tp, ip, &del);
724                 if (error)
725                         goto out_cancel;
726
727                 /* Charge this new data fork mapping to the on-disk quota. */
728                 xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_DELBCOUNT,
729                                 (long)del.br_blockcount);
730
731                 /* Remove the mapping from the CoW fork. */
732                 xfs_bmap_del_extent_cow(ip, &icur, &got, &del);
733
734                 error = xfs_defer_finish(&tp);
735                 if (error)
736                         goto out_cancel;
737                 if (!xfs_iext_get_extent(ifp, &icur, &got))
738                         break;
739                 continue;
740 prev_extent:
741                 if (!xfs_iext_prev_extent(ifp, &icur, &got))
742                         break;
743         }
744
745         error = xfs_trans_commit(tp);
746         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
747         if (error)
748                 goto out;
749         return 0;
750
751 out_cancel:
752         xfs_trans_cancel(tp);
753         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
754 out:
755         trace_xfs_reflink_end_cow_error(ip, error, _RET_IP_);
756         return error;
757 }
758
759 /*
760  * Free leftover CoW reservations that didn't get cleaned out.
761  */
762 int
763 xfs_reflink_recover_cow(
764         struct xfs_mount        *mp)
765 {
766         xfs_agnumber_t          agno;
767         int                     error = 0;
768
769         if (!xfs_sb_version_hasreflink(&mp->m_sb))
770                 return 0;
771
772         for (agno = 0; agno < mp->m_sb.sb_agcount; agno++) {
773                 error = xfs_refcount_recover_cow_leftovers(mp, agno);
774                 if (error)
775                         break;
776         }
777
778         return error;
779 }
780
781 /*
782  * Reflinking (Block) Ranges of Two Files Together
783  *
784  * First, ensure that the reflink flag is set on both inodes.  The flag is an
785  * optimization to avoid unnecessary refcount btree lookups in the write path.
786  *
787  * Now we can iteratively remap the range of extents (and holes) in src to the
788  * corresponding ranges in dest.  Let drange and srange denote the ranges of
789  * logical blocks in dest and src touched by the reflink operation.
790  *
791  * While the length of drange is greater than zero,
792  *    - Read src's bmbt at the start of srange ("imap")
793  *    - If imap doesn't exist, make imap appear to start at the end of srange
794  *      with zero length.
795  *    - If imap starts before srange, advance imap to start at srange.
796  *    - If imap goes beyond srange, truncate imap to end at the end of srange.
797  *    - Punch (imap start - srange start + imap len) blocks from dest at
798  *      offset (drange start).
799  *    - If imap points to a real range of pblks,
800  *         > Increase the refcount of the imap's pblks
801  *         > Map imap's pblks into dest at the offset
802  *           (drange start + imap start - srange start)
803  *    - Advance drange and srange by (imap start - srange start + imap len)
804  *
805  * Finally, if the reflink made dest longer, update both the in-core and
806  * on-disk file sizes.
807  *
808  * ASCII Art Demonstration:
809  *
810  * Let's say we want to reflink this source file:
811  *
812  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS (src file)
813  *   <-------------------->
814  *
815  * into this destination file:
816  *
817  * --DDDDDDDDDDDDDDDDDDD--DDD (dest file)
818  *        <-------------------->
819  * '-' means a hole, and 'S' and 'D' are written blocks in the src and dest.
820  * Observe that the range has different logical offsets in either file.
821  *
822  * Consider that the first extent in the source file doesn't line up with our
823  * reflink range.  Unmapping  and remapping are separate operations, so we can
824  * unmap more blocks from the destination file than we remap.
825  *
826  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
827  *   <------->
828  * --DDDDD---------DDDDD--DDD
829  *        <------->
830  *
831  * Now remap the source extent into the destination file:
832  *
833  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
834  *   <------->
835  * --DDDDD--SSSSSSSDDDDD--DDD
836  *        <------->
837  *
838  * Do likewise with the second hole and extent in our range.  Holes in the
839  * unmap range don't affect our operation.
840  *
841  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
842  *            <---->
843  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS-DDD
844  *                 <---->
845  *
846  * Finally, unmap and remap part of the third extent.  This will increase the
847  * size of the destination file.
848  *
849  * ----SSSSSSS-SSSSS----SSSSSS
850  *                  <----->
851  * --DDDDD--SSSSSSS-SSSSS----SSS
852  *                       <----->
853  *
854  * Once we update the destination file's i_size, we're done.
855  */
856
857 /*
858  * Ensure the reflink bit is set in both inodes.
859  */
860 STATIC int
861 xfs_reflink_set_inode_flag(
862         struct xfs_inode        *src,
863         struct xfs_inode        *dest)
864 {
865         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
866         int                     error;
867         struct xfs_trans        *tp;
868
869         if (xfs_is_reflink_inode(src) && xfs_is_reflink_inode(dest))
870                 return 0;
871
872         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
873         if (error)
874                 goto out_error;
875
876         /* Lock both files against IO */
877         if (src->i_ino == dest->i_ino)
878                 xfs_ilock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
879         else
880                 xfs_lock_two_inodes(src, XFS_ILOCK_EXCL, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
881
882         if (!xfs_is_reflink_inode(src)) {
883                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(src);
884                 xfs_trans_ijoin(tp, src, XFS_ILOCK_EXCL);
885                 src->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
886                 xfs_trans_log_inode(tp, src, XFS_ILOG_CORE);
887                 xfs_ifork_init_cow(src);
888         } else
889                 xfs_iunlock(src, XFS_ILOCK_EXCL);
890
891         if (src->i_ino == dest->i_ino)
892                 goto commit_flags;
893
894         if (!xfs_is_reflink_inode(dest)) {
895                 trace_xfs_reflink_set_inode_flag(dest);
896                 xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
897                 dest->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_REFLINK;
898                 xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
899                 xfs_ifork_init_cow(dest);
900         } else
901                 xfs_iunlock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
902
903 commit_flags:
904         error = xfs_trans_commit(tp);
905         if (error)
906                 goto out_error;
907         return error;
908
909 out_error:
910         trace_xfs_reflink_set_inode_flag_error(dest, error, _RET_IP_);
911         return error;
912 }
913
914 /*
915  * Update destination inode size & cowextsize hint, if necessary.
916  */
917 STATIC int
918 xfs_reflink_update_dest(
919         struct xfs_inode        *dest,
920         xfs_off_t               newlen,
921         xfs_extlen_t            cowextsize,
922         bool                    is_dedupe)
923 {
924         struct xfs_mount        *mp = dest->i_mount;
925         struct xfs_trans        *tp;
926         int                     error;
927
928         if (is_dedupe && newlen <= i_size_read(VFS_I(dest)) && cowextsize == 0)
929                 return 0;
930
931         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_ichange, 0, 0, 0, &tp);
932         if (error)
933                 goto out_error;
934
935         xfs_ilock(dest, XFS_ILOCK_EXCL);
936         xfs_trans_ijoin(tp, dest, XFS_ILOCK_EXCL);
937
938         if (newlen > i_size_read(VFS_I(dest))) {
939                 trace_xfs_reflink_update_inode_size(dest, newlen);
940                 i_size_write(VFS_I(dest), newlen);
941                 dest->i_d.di_size = newlen;
942         }
943
944         if (cowextsize) {
945                 dest->i_d.di_cowextsize = cowextsize;
946                 dest->i_d.di_flags2 |= XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE;
947         }
948
949         if (!is_dedupe) {
950                 xfs_trans_ichgtime(tp, dest,
951                                    XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
952         }
953         xfs_trans_log_inode(tp, dest, XFS_ILOG_CORE);
954
955         error = xfs_trans_commit(tp);
956         if (error)
957                 goto out_error;
958         return error;
959
960 out_error:
961         trace_xfs_reflink_update_inode_size_error(dest, error, _RET_IP_);
962         return error;
963 }
964
965 /*
966  * Do we have enough reserve in this AG to handle a reflink?  The refcount
967  * btree already reserved all the space it needs, but the rmap btree can grow
968  * infinitely, so we won't allow more reflinks when the AG is down to the
969  * btree reserves.
970  */
971 static int
972 xfs_reflink_ag_has_free_space(
973         struct xfs_mount        *mp,
974         xfs_agnumber_t          agno)
975 {
976         struct xfs_perag        *pag;
977         int                     error = 0;
978
979         if (!xfs_sb_version_hasrmapbt(&mp->m_sb))
980                 return 0;
981
982         pag = xfs_perag_get(mp, agno);
983         if (xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_RMAPBT) ||
984             xfs_ag_resv_critical(pag, XFS_AG_RESV_METADATA))
985                 error = -ENOSPC;
986         xfs_perag_put(pag);
987         return error;
988 }
989
990 /*
991  * Unmap a range of blocks from a file, then map other blocks into the hole.
992  * The range to unmap is (destoff : destoff + srcioff + irec->br_blockcount).
993  * The extent irec is mapped into dest at irec->br_startoff.
994  */
995 STATIC int
996 xfs_reflink_remap_extent(
997         struct xfs_inode        *ip,
998         struct xfs_bmbt_irec    *irec,
999         xfs_fileoff_t           destoff,
1000         xfs_off_t               new_isize)
1001 {
1002         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1003         bool                    real_extent = xfs_bmap_is_real_extent(irec);
1004         struct xfs_trans        *tp;
1005         unsigned int            resblks;
1006         struct xfs_bmbt_irec    uirec;
1007         xfs_filblks_t           rlen;
1008         xfs_filblks_t           unmap_len;
1009         xfs_off_t               newlen;
1010         int                     error;
1011
1012         unmap_len = irec->br_startoff + irec->br_blockcount - destoff;
1013         trace_xfs_reflink_punch_range(ip, destoff, unmap_len);
1014
1015         /* No reflinking if we're low on space */
1016         if (real_extent) {
1017                 error = xfs_reflink_ag_has_free_space(mp,
1018                                 XFS_FSB_TO_AGNO(mp, irec->br_startblock));
1019                 if (error)
1020                         goto out;
1021         }
1022
1023         /* Start a rolling transaction to switch the mappings */
1024         resblks = XFS_EXTENTADD_SPACE_RES(ip->i_mount, XFS_DATA_FORK);
1025         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, resblks, 0, 0, &tp);
1026         if (error)
1027                 goto out;
1028
1029         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1030         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
1031
1032         /* If we're not just clearing space, then do we have enough quota? */
1033         if (real_extent) {
1034                 error = xfs_trans_reserve_quota_nblks(tp, ip,
1035                                 irec->br_blockcount, 0, XFS_QMOPT_RES_REGBLKS);
1036                 if (error)
1037                         goto out_cancel;
1038         }
1039
1040         trace_xfs_reflink_remap(ip, irec->br_startoff,
1041                                 irec->br_blockcount, irec->br_startblock);
1042
1043         /* Unmap the old blocks in the data fork. */
1044         rlen = unmap_len;
1045         while (rlen) {
1046                 ASSERT(tp->t_firstblock == NULLFSBLOCK);
1047                 error = __xfs_bunmapi(tp, ip, destoff, &rlen, 0, 1);
1048                 if (error)
1049                         goto out_cancel;
1050
1051                 /*
1052                  * Trim the extent to whatever got unmapped.
1053                  * Remember, bunmapi works backwards.
1054                  */
1055                 uirec.br_startblock = irec->br_startblock + rlen;
1056                 uirec.br_startoff = irec->br_startoff + rlen;
1057                 uirec.br_blockcount = unmap_len - rlen;
1058                 unmap_len = rlen;
1059
1060                 /* If this isn't a real mapping, we're done. */
1061                 if (!real_extent || uirec.br_blockcount == 0)
1062                         goto next_extent;
1063
1064                 trace_xfs_reflink_remap(ip, uirec.br_startoff,
1065                                 uirec.br_blockcount, uirec.br_startblock);
1066
1067                 /* Update the refcount tree */
1068                 error = xfs_refcount_increase_extent(tp, &uirec);
1069                 if (error)
1070                         goto out_cancel;
1071
1072                 /* Map the new blocks into the data fork. */
1073                 error = xfs_bmap_map_extent(tp, ip, &uirec);
1074                 if (error)
1075                         goto out_cancel;
1076
1077                 /* Update quota accounting. */
1078                 xfs_trans_mod_dquot_byino(tp, ip, XFS_TRANS_DQ_BCOUNT,
1079                                 uirec.br_blockcount);
1080
1081                 /* Update dest isize if needed. */
1082                 newlen = XFS_FSB_TO_B(mp,
1083                                 uirec.br_startoff + uirec.br_blockcount);
1084                 newlen = min_t(xfs_off_t, newlen, new_isize);
1085                 if (newlen > i_size_read(VFS_I(ip))) {
1086                         trace_xfs_reflink_update_inode_size(ip, newlen);
1087                         i_size_write(VFS_I(ip), newlen);
1088                         ip->i_d.di_size = newlen;
1089                         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1090                 }
1091
1092 next_extent:
1093                 /* Process all the deferred stuff. */
1094                 error = xfs_defer_finish(&tp);
1095                 if (error)
1096                         goto out_cancel;
1097         }
1098
1099         error = xfs_trans_commit(tp);
1100         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1101         if (error)
1102                 goto out;
1103         return 0;
1104
1105 out_cancel:
1106         xfs_trans_cancel(tp);
1107         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1108 out:
1109         trace_xfs_reflink_remap_extent_error(ip, error, _RET_IP_);
1110         return error;
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Iteratively remap one file's extents (and holes) to another's.
1115  */
1116 STATIC int
1117 xfs_reflink_remap_blocks(
1118         struct xfs_inode        *src,
1119         xfs_fileoff_t           srcoff,
1120         struct xfs_inode        *dest,
1121         xfs_fileoff_t           destoff,
1122         xfs_filblks_t           len,
1123         xfs_off_t               new_isize)
1124 {
1125         struct xfs_bmbt_irec    imap;
1126         int                     nimaps;
1127         int                     error = 0;
1128         xfs_filblks_t           range_len;
1129
1130         /* drange = (destoff, destoff + len); srange = (srcoff, srcoff + len) */
1131         while (len) {
1132                 uint            lock_mode;
1133
1134                 trace_xfs_reflink_remap_blocks_loop(src, srcoff, len,
1135                                 dest, destoff);
1136
1137                 /* Read extent from the source file */
1138                 nimaps = 1;
1139                 lock_mode = xfs_ilock_data_map_shared(src);
1140                 error = xfs_bmapi_read(src, srcoff, len, &imap, &nimaps, 0);
1141                 xfs_iunlock(src, lock_mode);
1142                 if (error)
1143                         goto err;
1144                 ASSERT(nimaps == 1);
1145
1146                 trace_xfs_reflink_remap_imap(src, srcoff, len, XFS_IO_OVERWRITE,
1147                                 &imap);
1148
1149                 /* Translate imap into the destination file. */
1150                 range_len = imap.br_startoff + imap.br_blockcount - srcoff;
1151                 imap.br_startoff += destoff - srcoff;
1152
1153                 /* Clear dest from destoff to the end of imap and map it in. */
1154                 error = xfs_reflink_remap_extent(dest, &imap, destoff,
1155                                 new_isize);
1156                 if (error)
1157                         goto err;
1158
1159                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1160                         error = -EINTR;
1161                         goto err;
1162                 }
1163
1164                 /* Advance drange/srange */
1165                 srcoff += range_len;
1166                 destoff += range_len;
1167                 len -= range_len;
1168         }
1169
1170         return 0;
1171
1172 err:
1173         trace_xfs_reflink_remap_blocks_error(dest, error, _RET_IP_);
1174         return error;
1175 }
1176
1177 /*
1178  * Grab the exclusive iolock for a data copy from src to dest, making
1179  * sure to abide vfs locking order (lowest pointer value goes first) and
1180  * breaking the pnfs layout leases on dest before proceeding.  The loop
1181  * is needed because we cannot call the blocking break_layout() with the
1182  * src iolock held, and therefore have to back out both locks.
1183  */
1184 static int
1185 xfs_iolock_two_inodes_and_break_layout(
1186         struct inode            *src,
1187         struct inode            *dest)
1188 {
1189         int                     error;
1190
1191 retry:
1192         if (src < dest) {
1193                 inode_lock_shared(src);
1194                 inode_lock_nested(dest, I_MUTEX_NONDIR2);
1195         } else {
1196                 /* src >= dest */
1197                 inode_lock(dest);
1198         }
1199
1200         error = break_layout(dest, false);
1201         if (error == -EWOULDBLOCK) {
1202                 inode_unlock(dest);
1203                 if (src < dest)
1204                         inode_unlock_shared(src);
1205                 error = break_layout(dest, true);
1206                 if (error)
1207                         return error;
1208                 goto retry;
1209         }
1210         if (error) {
1211                 inode_unlock(dest);
1212                 if (src < dest)
1213                         inode_unlock_shared(src);
1214                 return error;
1215         }
1216         if (src > dest)
1217                 inode_lock_shared_nested(src, I_MUTEX_NONDIR2);
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 /* Unlock both inodes after they've been prepped for a range clone. */
1222 STATIC void
1223 xfs_reflink_remap_unlock(
1224         struct file             *file_in,
1225         struct file             *file_out)
1226 {
1227         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1228         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1229         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1230         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1231         bool                    same_inode = (inode_in == inode_out);
1232
1233         xfs_iunlock(dest, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1234         if (!same_inode)
1235                 xfs_iunlock(src, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1236         inode_unlock(inode_out);
1237         if (!same_inode)
1238                 inode_unlock_shared(inode_in);
1239 }
1240
1241 /*
1242  * If we're reflinking to a point past the destination file's EOF, we must
1243  * zero any speculative post-EOF preallocations that sit between the old EOF
1244  * and the destination file offset.
1245  */
1246 static int
1247 xfs_reflink_zero_posteof(
1248         struct xfs_inode        *ip,
1249         loff_t                  pos)
1250 {
1251         loff_t                  isize = i_size_read(VFS_I(ip));
1252
1253         if (pos <= isize)
1254                 return 0;
1255
1256         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, pos - isize);
1257         return iomap_zero_range(VFS_I(ip), isize, pos - isize, NULL,
1258                         &xfs_iomap_ops);
1259 }
1260
1261 /*
1262  * Prepare two files for range cloning.  Upon a successful return both inodes
1263  * will have the iolock and mmaplock held, the page cache of the out file will
1264  * be truncated, and any leases on the out file will have been broken.  This
1265  * function borrows heavily from xfs_file_aio_write_checks.
1266  *
1267  * The VFS allows partial EOF blocks to "match" for dedupe even though it hasn't
1268  * checked that the bytes beyond EOF physically match. Hence we cannot use the
1269  * EOF block in the source dedupe range because it's not a complete block match,
1270  * hence can introduce a corruption into the file that has it's block replaced.
1271  *
1272  * In similar fashion, the VFS file cloning also allows partial EOF blocks to be
1273  * "block aligned" for the purposes of cloning entire files.  However, if the
1274  * source file range includes the EOF block and it lands within the existing EOF
1275  * of the destination file, then we can expose stale data from beyond the source
1276  * file EOF in the destination file.
1277  *
1278  * XFS doesn't support partial block sharing, so in both cases we have check
1279  * these cases ourselves. For dedupe, we can simply round the length to dedupe
1280  * down to the previous whole block and ignore the partial EOF block. While this
1281  * means we can't dedupe the last block of a file, this is an acceptible
1282  * tradeoff for simplicity on implementation.
1283  *
1284  * For cloning, we want to share the partial EOF block if it is also the new EOF
1285  * block of the destination file. If the partial EOF block lies inside the
1286  * existing destination EOF, then we have to abort the clone to avoid exposing
1287  * stale data in the destination file. Hence we reject these clone attempts with
1288  * -EINVAL in this case.
1289  */
1290 STATIC int
1291 xfs_reflink_remap_prep(
1292         struct file             *file_in,
1293         loff_t                  pos_in,
1294         struct file             *file_out,
1295         loff_t                  pos_out,
1296         u64                     *len,
1297         bool                    is_dedupe)
1298 {
1299         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1300         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1301         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1302         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1303         bool                    same_inode = (inode_in == inode_out);
1304         u64                     blkmask = i_blocksize(inode_in) - 1;
1305         ssize_t                 ret;
1306
1307         /* Lock both files against IO */
1308         ret = xfs_iolock_two_inodes_and_break_layout(inode_in, inode_out);
1309         if (ret)
1310                 return ret;
1311         if (same_inode)
1312                 xfs_ilock(src, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1313         else
1314                 xfs_lock_two_inodes(src, XFS_MMAPLOCK_SHARED, dest,
1315                                 XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1316
1317         /* Check file eligibility and prepare for block sharing. */
1318         ret = -EINVAL;
1319         /* Don't reflink realtime inodes */
1320         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(src) || XFS_IS_REALTIME_INODE(dest))
1321                 goto out_unlock;
1322
1323         /* Don't share DAX file data for now. */
1324         if (IS_DAX(inode_in) || IS_DAX(inode_out))
1325                 goto out_unlock;
1326
1327         ret = vfs_clone_file_prep_inodes(inode_in, pos_in, inode_out, pos_out,
1328                         len, is_dedupe);
1329         if (ret <= 0)
1330                 goto out_unlock;
1331
1332         /*
1333          * If the dedupe data matches, chop off the partial EOF block
1334          * from the source file so we don't try to dedupe the partial
1335          * EOF block.
1336          */
1337         if (is_dedupe) {
1338                 *len &= ~blkmask;
1339         } else if (*len & blkmask) {
1340                 /*
1341                  * The user is attempting to share a partial EOF block,
1342                  * if it's inside the destination EOF then reject it.
1343                  */
1344                 if (pos_out + *len < i_size_read(inode_out)) {
1345                         ret = -EINVAL;
1346                         goto out_unlock;
1347                 }
1348         }
1349
1350         /* Attach dquots to dest inode before changing block map */
1351         ret = xfs_qm_dqattach(dest);
1352         if (ret)
1353                 goto out_unlock;
1354
1355         /*
1356          * Zero existing post-eof speculative preallocations in the destination
1357          * file.
1358          */
1359         ret = xfs_reflink_zero_posteof(dest, pos_out);
1360         if (ret)
1361                 goto out_unlock;
1362
1363         /* Set flags and remap blocks. */
1364         ret = xfs_reflink_set_inode_flag(src, dest);
1365         if (ret)
1366                 goto out_unlock;
1367
1368         /* Zap any page cache for the destination file's range. */
1369         truncate_inode_pages_range(&inode_out->i_data, pos_out,
1370                                    PAGE_ALIGN(pos_out + *len) - 1);
1371
1372         /* If we're altering the file contents... */
1373         if (!is_dedupe) {
1374                 /*
1375                  * ...update the timestamps (which will grab the ilock again
1376                  * from xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it before we
1377                  * take the ilock).
1378                  */
1379                 if (!(file_out->f_mode & FMODE_NOCMTIME)) {
1380                         ret = file_update_time(file_out);
1381                         if (ret)
1382                                 goto out_unlock;
1383                 }
1384
1385                 /*
1386                  * ...clear the security bits if the process is not being run
1387                  * by root.  This keeps people from modifying setuid and setgid
1388                  * binaries.
1389                  */
1390                 ret = file_remove_privs(file_out);
1391                 if (ret)
1392                         goto out_unlock;
1393         }
1394
1395         return 1;
1396 out_unlock:
1397         xfs_reflink_remap_unlock(file_in, file_out);
1398         return ret;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Link a range of blocks from one file to another.
1403  */
1404 int
1405 xfs_reflink_remap_range(
1406         struct file             *file_in,
1407         loff_t                  pos_in,
1408         struct file             *file_out,
1409         loff_t                  pos_out,
1410         u64                     len,
1411         bool                    is_dedupe)
1412 {
1413         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1414         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1415         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1416         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1417         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
1418         xfs_fileoff_t           sfsbno, dfsbno;
1419         xfs_filblks_t           fsblen;
1420         xfs_extlen_t            cowextsize;
1421         ssize_t                 ret;
1422
1423         if (!xfs_sb_version_hasreflink(&mp->m_sb))
1424                 return -EOPNOTSUPP;
1425
1426         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1427                 return -EIO;
1428
1429         /* Prepare and then clone file data. */
1430         ret = xfs_reflink_remap_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1431                         &len, is_dedupe);
1432         if (ret <= 0)
1433                 return ret;
1434
1435         trace_xfs_reflink_remap_range(src, pos_in, len, dest, pos_out);
1436
1437         dfsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, pos_out);
1438         sfsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, pos_in);
1439         fsblen = XFS_B_TO_FSB(mp, len);
1440         ret = xfs_reflink_remap_blocks(src, sfsbno, dest, dfsbno, fsblen,
1441                         pos_out + len);
1442         if (ret)
1443                 goto out_unlock;
1444
1445         /*
1446          * Carry the cowextsize hint from src to dest if we're sharing the
1447          * entire source file to the entire destination file, the source file
1448          * has a cowextsize hint, and the destination file does not.
1449          */
1450         cowextsize = 0;
1451         if (pos_in == 0 && len == i_size_read(inode_in) &&
1452             (src->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE) &&
1453             pos_out == 0 && len >= i_size_read(inode_out) &&
1454             !(dest->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE))
1455                 cowextsize = src->i_d.di_cowextsize;
1456
1457         ret = xfs_reflink_update_dest(dest, pos_out + len, cowextsize,
1458                         is_dedupe);
1459
1460 out_unlock:
1461         xfs_reflink_remap_unlock(file_in, file_out);
1462         if (ret)
1463                 trace_xfs_reflink_remap_range_error(dest, ret, _RET_IP_);
1464         return ret;
1465 }
1466
1467 /*
1468  * The user wants to preemptively CoW all shared blocks in this file,
1469  * which enables us to turn off the reflink flag.  Iterate all
1470  * extents which are not prealloc/delalloc to see which ranges are
1471  * mentioned in the refcount tree, then read those blocks into the
1472  * pagecache, dirty them, fsync them back out, and then we can update
1473  * the inode flag.  What happens if we run out of memory? :)
1474  */
1475 STATIC int
1476 xfs_reflink_dirty_extents(
1477         struct xfs_inode        *ip,
1478         xfs_fileoff_t           fbno,
1479         xfs_filblks_t           end,
1480         xfs_off_t               isize)
1481 {
1482         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1483         xfs_agnumber_t          agno;
1484         xfs_agblock_t           agbno;
1485         xfs_extlen_t            aglen;
1486         xfs_agblock_t           rbno;
1487         xfs_extlen_t            rlen;
1488         xfs_off_t               fpos;
1489         xfs_off_t               flen;
1490         struct xfs_bmbt_irec    map[2];
1491         int                     nmaps;
1492         int                     error = 0;
1493
1494         while (end - fbno > 0) {
1495                 nmaps = 1;
1496                 /*
1497                  * Look for extents in the file.  Skip holes, delalloc, or
1498                  * unwritten extents; they can't be reflinked.
1499                  */
1500                 error = xfs_bmapi_read(ip, fbno, end - fbno, map, &nmaps, 0);
1501                 if (error)
1502                         goto out;
1503                 if (nmaps == 0)
1504                         break;
1505                 if (!xfs_bmap_is_real_extent(&map[0]))
1506                         goto next;
1507
1508                 map[1] = map[0];
1509                 while (map[1].br_blockcount) {
1510                         agno = XFS_FSB_TO_AGNO(mp, map[1].br_startblock);
1511                         agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(mp, map[1].br_startblock);
1512                         aglen = map[1].br_blockcount;
1513
1514                         error = xfs_reflink_find_shared(mp, NULL, agno, agbno,
1515                                         aglen, &rbno, &rlen, true);
1516                         if (error)
1517                                 goto out;
1518                         if (rbno == NULLAGBLOCK)
1519                                 break;
1520
1521                         /* Dirty the pages */
1522                         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1523                         fpos = XFS_FSB_TO_B(mp, map[1].br_startoff +
1524                                         (rbno - agbno));
1525                         flen = XFS_FSB_TO_B(mp, rlen);
1526                         if (fpos + flen > isize)
1527                                 flen = isize - fpos;
1528                         error = iomap_file_dirty(VFS_I(ip), fpos, flen,
1529                                         &xfs_iomap_ops);
1530                         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1531                         if (error)
1532                                 goto out;
1533
1534                         map[1].br_blockcount -= (rbno - agbno + rlen);
1535                         map[1].br_startoff += (rbno - agbno + rlen);
1536                         map[1].br_startblock += (rbno - agbno + rlen);
1537                 }
1538
1539 next:
1540                 fbno = map[0].br_startoff + map[0].br_blockcount;
1541         }
1542 out:
1543         return error;
1544 }
1545
1546 /* Does this inode need the reflink flag? */
1547 int
1548 xfs_reflink_inode_has_shared_extents(
1549         struct xfs_trans                *tp,
1550         struct xfs_inode                *ip,
1551         bool                            *has_shared)
1552 {
1553         struct xfs_bmbt_irec            got;
1554         struct xfs_mount                *mp = ip->i_mount;
1555         struct xfs_ifork                *ifp;
1556         xfs_agnumber_t                  agno;
1557         xfs_agblock_t                   agbno;
1558         xfs_extlen_t                    aglen;
1559         xfs_agblock_t                   rbno;
1560         xfs_extlen_t                    rlen;
1561         struct xfs_iext_cursor          icur;
1562         bool                            found;
1563         int                             error;
1564
1565         ifp = XFS_IFORK_PTR(ip, XFS_DATA_FORK);
1566         if (!(ifp->if_flags & XFS_IFEXTENTS)) {
1567                 error = xfs_iread_extents(tp, ip, XFS_DATA_FORK);
1568                 if (error)
1569                         return error;
1570         }
1571
1572         *has_shared = false;
1573         found = xfs_iext_lookup_extent(ip, ifp, 0, &icur, &got);
1574         while (found) {
1575                 if (isnullstartblock(got.br_startblock) ||
1576                     got.br_state != XFS_EXT_NORM)
1577                         goto next;
1578                 agno = XFS_FSB_TO_AGNO(mp, got.br_startblock);
1579                 agbno = XFS_FSB_TO_AGBNO(mp, got.br_startblock);
1580                 aglen = got.br_blockcount;
1581
1582                 error = xfs_reflink_find_shared(mp, tp, agno, agbno, aglen,
1583                                 &rbno, &rlen, false);
1584                 if (error)
1585                         return error;
1586                 /* Is there still a shared block here? */
1587                 if (rbno != NULLAGBLOCK) {
1588                         *has_shared = true;
1589                         return 0;
1590                 }
1591 next:
1592                 found = xfs_iext_next_extent(ifp, &icur, &got);
1593         }
1594
1595         return 0;
1596 }
1597
1598 /*
1599  * Clear the inode reflink flag if there are no shared extents.
1600  *
1601  * The caller is responsible for joining the inode to the transaction passed in.
1602  * The inode will be joined to the transaction that is returned to the caller.
1603  */
1604 int
1605 xfs_reflink_clear_inode_flag(
1606         struct xfs_inode        *ip,
1607         struct xfs_trans        **tpp)
1608 {
1609         bool                    needs_flag;
1610         int                     error = 0;
1611
1612         ASSERT(xfs_is_reflink_inode(ip));
1613
1614         error = xfs_reflink_inode_has_shared_extents(*tpp, ip, &needs_flag);
1615         if (error || needs_flag)
1616                 return error;
1617
1618         /*
1619          * We didn't find any shared blocks so turn off the reflink flag.
1620          * First, get rid of any leftover CoW mappings.
1621          */
1622         error = xfs_reflink_cancel_cow_blocks(ip, tpp, 0, NULLFILEOFF, true);
1623         if (error)
1624                 return error;
1625
1626         /* Clear the inode flag. */
1627         trace_xfs_reflink_unset_inode_flag(ip);
1628         ip->i_d.di_flags2 &= ~XFS_DIFLAG2_REFLINK;
1629         xfs_inode_clear_cowblocks_tag(ip);
1630         xfs_trans_log_inode(*tpp, ip, XFS_ILOG_CORE);
1631
1632         return error;
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Clear the inode reflink flag if there are no shared extents and the size
1637  * hasn't changed.
1638  */
1639 STATIC int
1640 xfs_reflink_try_clear_inode_flag(
1641         struct xfs_inode        *ip)
1642 {
1643         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1644         struct xfs_trans        *tp;
1645         int                     error = 0;
1646
1647         /* Start a rolling transaction to remove the mappings */
1648         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_write, 0, 0, 0, &tp);
1649         if (error)
1650                 return error;
1651
1652         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1653         xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
1654
1655         error = xfs_reflink_clear_inode_flag(ip, &tp);
1656         if (error)
1657                 goto cancel;
1658
1659         error = xfs_trans_commit(tp);
1660         if (error)
1661                 goto out;
1662
1663         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1664         return 0;
1665 cancel:
1666         xfs_trans_cancel(tp);
1667 out:
1668         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1669         return error;
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Pre-COW all shared blocks within a given byte range of a file and turn off
1674  * the reflink flag if we unshare all of the file's blocks.
1675  */
1676 int
1677 xfs_reflink_unshare(
1678         struct xfs_inode        *ip,
1679         xfs_off_t               offset,
1680         xfs_off_t               len)
1681 {
1682         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1683         xfs_fileoff_t           fbno;
1684         xfs_filblks_t           end;
1685         xfs_off_t               isize;
1686         int                     error;
1687
1688         if (!xfs_is_reflink_inode(ip))
1689                 return 0;
1690
1691         trace_xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
1692
1693         inode_dio_wait(VFS_I(ip));
1694
1695         /* Try to CoW the selected ranges */
1696         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1697         fbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
1698         isize = i_size_read(VFS_I(ip));
1699         end = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + len);
1700         error = xfs_reflink_dirty_extents(ip, fbno, end, isize);
1701         if (error)
1702                 goto out_unlock;
1703         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1704
1705         /* Wait for the IO to finish */
1706         error = filemap_write_and_wait(VFS_I(ip)->i_mapping);
1707         if (error)
1708                 goto out;
1709
1710         /* Turn off the reflink flag if possible. */
1711         error = xfs_reflink_try_clear_inode_flag(ip);
1712         if (error)
1713                 goto out;
1714
1715         return 0;
1716
1717 out_unlock:
1718         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
1719 out:
1720         trace_xfs_reflink_unshare_error(ip, error, _RET_IP_);
1721         return error;
1722 }