У меня не нашлось файловой системы, на которой я мог бы поставить подобный эксперимент:
$ truncate -s 6E large
truncate: truncating `large' at 6917529027641081856 bytes: File too large

Да ну прям.  Старый добрый XFS, как обычно:

$ truncate -s 6E large
$ stat large 
  File: `large'
  Size: 6917529027641081856     Blocks: 0          IO Block: 4096   regular file
Device: 902h/2306d      Inode: 50372477    Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (  501/    mike)   Gid: (  504/    mike)
Access: 2010-04-24 22:09:07.138738801 +0300
Modify: 2010-04-24 22:09:07.138738801 +0300
Change: 2010-04-24 22:09:07.138738801 +0300
$ df -Th .
Filesystem    Type    Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/md2       xfs    806G   79G  728G  10% /home
$ uname -r
2.6.18-ovz-rhel-alt11

Время да, сломано аналогично.

Вроде вышел багфикс rsync 3.0.8
Может там исправили?

(In reply to comment #3)
> Вроде вышел багфикс rsync 3.0.8
> Может там исправили?

Нет, там ничего в этой сфере не изменилось.
Эффективной обработка файлов с дырками без специально написанного на эту тему кода не получится.

С недавних пор cp из coreutils немного обучен:

$ > small && truncate -s 6E large && time strace -P large -P small cp --sparse=always large small && ls -log small
Requested path 'large' resolved into '/mnt/large'
Requested path 'small' resolved into '/mnt/small'
stat("small", {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=0, ...}) = 0
stat("large", {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=6917529027641081856, ...}) = 0
stat("small", {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=0, ...}) = 0
open("large", O_RDONLY)                 = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=6917529027641081856, ...}) = 0
open("small", O_WRONLY|O_TRUNC)         = 4
fstat(4, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=0, ...}) = 0
ioctl(3, FS_IOC_FIEMAP, 0x7fffee10c6c0) = 0
ftruncate(4, 6917529027641081856)       = 0
close(4)                                = 0
close(3)                                = 0
0.00user 0.00system 0:00.00elapsed 133%CPU (0avgtext+0avgdata 3760maxresident)k
0inputs+0outputs (0major+539minor)pagefaults 0swaps
-rw-r--r-- 1 6917529027641081856 Апр 13 01:26 small

В 3.1.1 ничего не изменилось, rsync по-прежнему вычитывает файлы-источники read'ом.