Merge tag 'mips_6.3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mips/linux
[linux-block.git] / fs / btrfs / send.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2012 Alexander Block.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/bsearch.h>
7 #include <linux/fs.h>
8 #include <linux/file.h>
9 #include <linux/sort.h>
10 #include <linux/mount.h>
11 #include <linux/xattr.h>
12 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
13 #include <linux/radix-tree.h>
14 #include <linux/vmalloc.h>
15 #include <linux/string.h>
16 #include <linux/compat.h>
17 #include <linux/crc32c.h>
18 #include <linux/fsverity.h>
19
20 #include "send.h"
21 #include "ctree.h"
22 #include "backref.h"
23 #include "locking.h"
24 #include "disk-io.h"
25 #include "btrfs_inode.h"
26 #include "transaction.h"
27 #include "compression.h"
28 #include "xattr.h"
29 #include "print-tree.h"
30 #include "accessors.h"
31 #include "dir-item.h"
32 #include "file-item.h"
33 #include "ioctl.h"
34 #include "verity.h"
35 #include "lru_cache.h"
36
37 /*
38  * Maximum number of references an extent can have in order for us to attempt to
39  * issue clone operations instead of write operations. This currently exists to
40  * avoid hitting limitations of the backreference walking code (taking a lot of
41  * time and using too much memory for extents with large number of references).
42  */
43 #define SEND_MAX_EXTENT_REFS    1024
44
45 /*
46  * A fs_path is a helper to dynamically build path names with unknown size.
47  * It reallocates the internal buffer on demand.
48  * It allows fast adding of path elements on the right side (normal path) and
49  * fast adding to the left side (reversed path). A reversed path can also be
50  * unreversed if needed.
51  */
52 struct fs_path {
53         union {
54                 struct {
55                         char *start;
56                         char *end;
57
58                         char *buf;
59                         unsigned short buf_len:15;
60                         unsigned short reversed:1;
61                         char inline_buf[];
62                 };
63                 /*
64                  * Average path length does not exceed 200 bytes, we'll have
65                  * better packing in the slab and higher chance to satisfy
66                  * a allocation later during send.
67                  */
68                 char pad[256];
69         };
70 };
71 #define FS_PATH_INLINE_SIZE \
72         (sizeof(struct fs_path) - offsetof(struct fs_path, inline_buf))
73
74
75 /* reused for each extent */
76 struct clone_root {
77         struct btrfs_root *root;
78         u64 ino;
79         u64 offset;
80         u64 num_bytes;
81         bool found_ref;
82 };
83
84 #define SEND_MAX_NAME_CACHE_SIZE                        256
85
86 /*
87  * Limit the root_ids array of struct backref_cache_entry to 17 elements.
88  * This makes the size of a cache entry to be exactly 192 bytes on x86_64, which
89  * can be satisfied from the kmalloc-192 slab, without wasting any space.
90  * The most common case is to have a single root for cloning, which corresponds
91  * to the send root. Having the user specify more than 16 clone roots is not
92  * common, and in such rare cases we simply don't use caching if the number of
93  * cloning roots that lead down to a leaf is more than 17.
94  */
95 #define SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS                    17
96
97 /*
98  * Max number of entries in the cache.
99  * With SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS as 17, the size in bytes, excluding
100  * maple tree's internal nodes, is 24K.
101  */
102 #define SEND_MAX_BACKREF_CACHE_SIZE 128
103
104 /*
105  * A backref cache entry maps a leaf to a list of IDs of roots from which the
106  * leaf is accessible and we can use for clone operations.
107  * With SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS as 12, each cache entry is 128 bytes (on
108  * x86_64).
109  */
110 struct backref_cache_entry {
111         struct btrfs_lru_cache_entry entry;
112         u64 root_ids[SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS];
113         /* Number of valid elements in the root_ids array. */
114         int num_roots;
115 };
116
117 /* See the comment at lru_cache.h about struct btrfs_lru_cache_entry. */
118 static_assert(offsetof(struct backref_cache_entry, entry) == 0);
119
120 /*
121  * Max number of entries in the cache that stores directories that were already
122  * created. The cache uses raw struct btrfs_lru_cache_entry entries, so it uses
123  * at most 4096 bytes - sizeof(struct btrfs_lru_cache_entry) is 48 bytes, but
124  * the kmalloc-64 slab is used, so we get 4096 bytes (64 bytes * 64).
125  */
126 #define SEND_MAX_DIR_CREATED_CACHE_SIZE                 64
127
128 /*
129  * Max number of entries in the cache that stores directories that were already
130  * created. The cache uses raw struct btrfs_lru_cache_entry entries, so it uses
131  * at most 4096 bytes - sizeof(struct btrfs_lru_cache_entry) is 48 bytes, but
132  * the kmalloc-64 slab is used, so we get 4096 bytes (64 bytes * 64).
133  */
134 #define SEND_MAX_DIR_UTIMES_CACHE_SIZE                  64
135
136 struct send_ctx {
137         struct file *send_filp;
138         loff_t send_off;
139         char *send_buf;
140         u32 send_size;
141         u32 send_max_size;
142         /*
143          * Whether BTRFS_SEND_A_DATA attribute was already added to current
144          * command (since protocol v2, data must be the last attribute).
145          */
146         bool put_data;
147         struct page **send_buf_pages;
148         u64 flags;      /* 'flags' member of btrfs_ioctl_send_args is u64 */
149         /* Protocol version compatibility requested */
150         u32 proto;
151
152         struct btrfs_root *send_root;
153         struct btrfs_root *parent_root;
154         struct clone_root *clone_roots;
155         int clone_roots_cnt;
156
157         /* current state of the compare_tree call */
158         struct btrfs_path *left_path;
159         struct btrfs_path *right_path;
160         struct btrfs_key *cmp_key;
161
162         /*
163          * Keep track of the generation of the last transaction that was used
164          * for relocating a block group. This is periodically checked in order
165          * to detect if a relocation happened since the last check, so that we
166          * don't operate on stale extent buffers for nodes (level >= 1) or on
167          * stale disk_bytenr values of file extent items.
168          */
169         u64 last_reloc_trans;
170
171         /*
172          * infos of the currently processed inode. In case of deleted inodes,
173          * these are the values from the deleted inode.
174          */
175         u64 cur_ino;
176         u64 cur_inode_gen;
177         u64 cur_inode_size;
178         u64 cur_inode_mode;
179         u64 cur_inode_rdev;
180         u64 cur_inode_last_extent;
181         u64 cur_inode_next_write_offset;
182         bool cur_inode_new;
183         bool cur_inode_new_gen;
184         bool cur_inode_deleted;
185         bool ignore_cur_inode;
186         bool cur_inode_needs_verity;
187         void *verity_descriptor;
188
189         u64 send_progress;
190
191         struct list_head new_refs;
192         struct list_head deleted_refs;
193
194         struct btrfs_lru_cache name_cache;
195
196         /*
197          * The inode we are currently processing. It's not NULL only when we
198          * need to issue write commands for data extents from this inode.
199          */
200         struct inode *cur_inode;
201         struct file_ra_state ra;
202         u64 page_cache_clear_start;
203         bool clean_page_cache;
204
205         /*
206          * We process inodes by their increasing order, so if before an
207          * incremental send we reverse the parent/child relationship of
208          * directories such that a directory with a lower inode number was
209          * the parent of a directory with a higher inode number, and the one
210          * becoming the new parent got renamed too, we can't rename/move the
211          * directory with lower inode number when we finish processing it - we
212          * must process the directory with higher inode number first, then
213          * rename/move it and then rename/move the directory with lower inode
214          * number. Example follows.
215          *
216          * Tree state when the first send was performed:
217          *
218          * .
219          * |-- a                   (ino 257)
220          *     |-- b               (ino 258)
221          *         |
222          *         |
223          *         |-- c           (ino 259)
224          *         |   |-- d       (ino 260)
225          *         |
226          *         |-- c2          (ino 261)
227          *
228          * Tree state when the second (incremental) send is performed:
229          *
230          * .
231          * |-- a                   (ino 257)
232          *     |-- b               (ino 258)
233          *         |-- c2          (ino 261)
234          *             |-- d2      (ino 260)
235          *                 |-- cc  (ino 259)
236          *
237          * The sequence of steps that lead to the second state was:
238          *
239          * mv /a/b/c/d /a/b/c2/d2
240          * mv /a/b/c /a/b/c2/d2/cc
241          *
242          * "c" has lower inode number, but we can't move it (2nd mv operation)
243          * before we move "d", which has higher inode number.
244          *
245          * So we just memorize which move/rename operations must be performed
246          * later when their respective parent is processed and moved/renamed.
247          */
248
249         /* Indexed by parent directory inode number. */
250         struct rb_root pending_dir_moves;
251
252         /*
253          * Reverse index, indexed by the inode number of a directory that
254          * is waiting for the move/rename of its immediate parent before its
255          * own move/rename can be performed.
256          */
257         struct rb_root waiting_dir_moves;
258
259         /*
260          * A directory that is going to be rm'ed might have a child directory
261          * which is in the pending directory moves index above. In this case,
262          * the directory can only be removed after the move/rename of its child
263          * is performed. Example:
264          *
265          * Parent snapshot:
266          *
267          * .                        (ino 256)
268          * |-- a/                   (ino 257)
269          *     |-- b/               (ino 258)
270          *         |-- c/           (ino 259)
271          *         |   |-- x/       (ino 260)
272          *         |
273          *         |-- y/           (ino 261)
274          *
275          * Send snapshot:
276          *
277          * .                        (ino 256)
278          * |-- a/                   (ino 257)
279          *     |-- b/               (ino 258)
280          *         |-- YY/          (ino 261)
281          *              |-- x/      (ino 260)
282          *
283          * Sequence of steps that lead to the send snapshot:
284          * rm -f /a/b/c/foo.txt
285          * mv /a/b/y /a/b/YY
286          * mv /a/b/c/x /a/b/YY
287          * rmdir /a/b/c
288          *
289          * When the child is processed, its move/rename is delayed until its
290          * parent is processed (as explained above), but all other operations
291          * like update utimes, chown, chgrp, etc, are performed and the paths
292          * that it uses for those operations must use the orphanized name of
293          * its parent (the directory we're going to rm later), so we need to
294          * memorize that name.
295          *
296          * Indexed by the inode number of the directory to be deleted.
297          */
298         struct rb_root orphan_dirs;
299
300         struct rb_root rbtree_new_refs;
301         struct rb_root rbtree_deleted_refs;
302
303         struct btrfs_lru_cache backref_cache;
304         u64 backref_cache_last_reloc_trans;
305
306         struct btrfs_lru_cache dir_created_cache;
307         struct btrfs_lru_cache dir_utimes_cache;
308 };
309
310 struct pending_dir_move {
311         struct rb_node node;
312         struct list_head list;
313         u64 parent_ino;
314         u64 ino;
315         u64 gen;
316         struct list_head update_refs;
317 };
318
319 struct waiting_dir_move {
320         struct rb_node node;
321         u64 ino;
322         /*
323          * There might be some directory that could not be removed because it
324          * was waiting for this directory inode to be moved first. Therefore
325          * after this directory is moved, we can try to rmdir the ino rmdir_ino.
326          */
327         u64 rmdir_ino;
328         u64 rmdir_gen;
329         bool orphanized;
330 };
331
332 struct orphan_dir_info {
333         struct rb_node node;
334         u64 ino;
335         u64 gen;
336         u64 last_dir_index_offset;
337         u64 dir_high_seq_ino;
338 };
339
340 struct name_cache_entry {
341         /*
342          * The key in the entry is an inode number, and the generation matches
343          * the inode's generation.
344          */
345         struct btrfs_lru_cache_entry entry;
346         u64 parent_ino;
347         u64 parent_gen;
348         int ret;
349         int need_later_update;
350         int name_len;
351         char name[];
352 };
353
354 /* See the comment at lru_cache.h about struct btrfs_lru_cache_entry. */
355 static_assert(offsetof(struct name_cache_entry, entry) == 0);
356
357 #define ADVANCE                                                 1
358 #define ADVANCE_ONLY_NEXT                                       -1
359
360 enum btrfs_compare_tree_result {
361         BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
362         BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
363         BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED,
364         BTRFS_COMPARE_TREE_SAME,
365 };
366
367 __cold
368 static void inconsistent_snapshot_error(struct send_ctx *sctx,
369                                         enum btrfs_compare_tree_result result,
370                                         const char *what)
371 {
372         const char *result_string;
373
374         switch (result) {
375         case BTRFS_COMPARE_TREE_NEW:
376                 result_string = "new";
377                 break;
378         case BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED:
379                 result_string = "deleted";
380                 break;
381         case BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED:
382                 result_string = "updated";
383                 break;
384         case BTRFS_COMPARE_TREE_SAME:
385                 ASSERT(0);
386                 result_string = "unchanged";
387                 break;
388         default:
389                 ASSERT(0);
390                 result_string = "unexpected";
391         }
392
393         btrfs_err(sctx->send_root->fs_info,
394                   "Send: inconsistent snapshot, found %s %s for inode %llu without updated inode item, send root is %llu, parent root is %llu",
395                   result_string, what, sctx->cmp_key->objectid,
396                   sctx->send_root->root_key.objectid,
397                   (sctx->parent_root ?
398                    sctx->parent_root->root_key.objectid : 0));
399 }
400
401 __maybe_unused
402 static bool proto_cmd_ok(const struct send_ctx *sctx, int cmd)
403 {
404         switch (sctx->proto) {
405         case 1:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V1;
406         case 2:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V2;
407         case 3:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V3;
408         default: return false;
409         }
410 }
411
412 static int is_waiting_for_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino);
413
414 static struct waiting_dir_move *
415 get_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino);
416
417 static int is_waiting_for_rm(struct send_ctx *sctx, u64 dir_ino, u64 gen);
418
419 static int need_send_hole(struct send_ctx *sctx)
420 {
421         return (sctx->parent_root && !sctx->cur_inode_new &&
422                 !sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted &&
423                 S_ISREG(sctx->cur_inode_mode));
424 }
425
426 static void fs_path_reset(struct fs_path *p)
427 {
428         if (p->reversed) {
429                 p->start = p->buf + p->buf_len - 1;
430                 p->end = p->start;
431                 *p->start = 0;
432         } else {
433                 p->start = p->buf;
434                 p->end = p->start;
435                 *p->start = 0;
436         }
437 }
438
439 static struct fs_path *fs_path_alloc(void)
440 {
441         struct fs_path *p;
442
443         p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
444         if (!p)
445                 return NULL;
446         p->reversed = 0;
447         p->buf = p->inline_buf;
448         p->buf_len = FS_PATH_INLINE_SIZE;
449         fs_path_reset(p);
450         return p;
451 }
452
453 static struct fs_path *fs_path_alloc_reversed(void)
454 {
455         struct fs_path *p;
456
457         p = fs_path_alloc();
458         if (!p)
459                 return NULL;
460         p->reversed = 1;
461         fs_path_reset(p);
462         return p;
463 }
464
465 static void fs_path_free(struct fs_path *p)
466 {
467         if (!p)
468                 return;
469         if (p->buf != p->inline_buf)
470                 kfree(p->buf);
471         kfree(p);
472 }
473
474 static int fs_path_len(struct fs_path *p)
475 {
476         return p->end - p->start;
477 }
478
479 static int fs_path_ensure_buf(struct fs_path *p, int len)
480 {
481         char *tmp_buf;
482         int path_len;
483         int old_buf_len;
484
485         len++;
486
487         if (p->buf_len >= len)
488                 return 0;
489
490         if (len > PATH_MAX) {
491                 WARN_ON(1);
492                 return -ENOMEM;
493         }
494
495         path_len = p->end - p->start;
496         old_buf_len = p->buf_len;
497
498         /*
499          * Allocate to the next largest kmalloc bucket size, to let
500          * the fast path happen most of the time.
501          */
502         len = kmalloc_size_roundup(len);
503         /*
504          * First time the inline_buf does not suffice
505          */
506         if (p->buf == p->inline_buf) {
507                 tmp_buf = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
508                 if (tmp_buf)
509                         memcpy(tmp_buf, p->buf, old_buf_len);
510         } else {
511                 tmp_buf = krealloc(p->buf, len, GFP_KERNEL);
512         }
513         if (!tmp_buf)
514                 return -ENOMEM;
515         p->buf = tmp_buf;
516         p->buf_len = len;
517
518         if (p->reversed) {
519                 tmp_buf = p->buf + old_buf_len - path_len - 1;
520                 p->end = p->buf + p->buf_len - 1;
521                 p->start = p->end - path_len;
522                 memmove(p->start, tmp_buf, path_len + 1);
523         } else {
524                 p->start = p->buf;
525                 p->end = p->start + path_len;
526         }
527         return 0;
528 }
529
530 static int fs_path_prepare_for_add(struct fs_path *p, int name_len,
531                                    char **prepared)
532 {
533         int ret;
534         int new_len;
535
536         new_len = p->end - p->start + name_len;
537         if (p->start != p->end)
538                 new_len++;
539         ret = fs_path_ensure_buf(p, new_len);
540         if (ret < 0)
541                 goto out;
542
543         if (p->reversed) {
544                 if (p->start != p->end)
545                         *--p->start = '/';
546                 p->start -= name_len;
547                 *prepared = p->start;
548         } else {
549                 if (p->start != p->end)
550                         *p->end++ = '/';
551                 *prepared = p->end;
552                 p->end += name_len;
553                 *p->end = 0;
554         }
555
556 out:
557         return ret;
558 }
559
560 static int fs_path_add(struct fs_path *p, const char *name, int name_len)
561 {
562         int ret;
563         char *prepared;
564
565         ret = fs_path_prepare_for_add(p, name_len, &prepared);
566         if (ret < 0)
567                 goto out;
568         memcpy(prepared, name, name_len);
569
570 out:
571         return ret;
572 }
573
574 static int fs_path_add_path(struct fs_path *p, struct fs_path *p2)
575 {
576         int ret;
577         char *prepared;
578
579         ret = fs_path_prepare_for_add(p, p2->end - p2->start, &prepared);
580         if (ret < 0)
581                 goto out;
582         memcpy(prepared, p2->start, p2->end - p2->start);
583
584 out:
585         return ret;
586 }
587
588 static int fs_path_add_from_extent_buffer(struct fs_path *p,
589                                           struct extent_buffer *eb,
590                                           unsigned long off, int len)
591 {
592         int ret;
593         char *prepared;
594
595         ret = fs_path_prepare_for_add(p, len, &prepared);
596         if (ret < 0)
597                 goto out;
598
599         read_extent_buffer(eb, prepared, off, len);
600
601 out:
602         return ret;
603 }
604
605 static int fs_path_copy(struct fs_path *p, struct fs_path *from)
606 {
607         p->reversed = from->reversed;
608         fs_path_reset(p);
609
610         return fs_path_add_path(p, from);
611 }
612
613 static void fs_path_unreverse(struct fs_path *p)
614 {
615         char *tmp;
616         int len;
617
618         if (!p->reversed)
619                 return;
620
621         tmp = p->start;
622         len = p->end - p->start;
623         p->start = p->buf;
624         p->end = p->start + len;
625         memmove(p->start, tmp, len + 1);
626         p->reversed = 0;
627 }
628
629 static struct btrfs_path *alloc_path_for_send(void)
630 {
631         struct btrfs_path *path;
632
633         path = btrfs_alloc_path();
634         if (!path)
635                 return NULL;
636         path->search_commit_root = 1;
637         path->skip_locking = 1;
638         path->need_commit_sem = 1;
639         return path;
640 }
641
642 static int write_buf(struct file *filp, const void *buf, u32 len, loff_t *off)
643 {
644         int ret;
645         u32 pos = 0;
646
647         while (pos < len) {
648                 ret = kernel_write(filp, buf + pos, len - pos, off);
649                 if (ret < 0)
650                         return ret;
651                 if (ret == 0)
652                         return -EIO;
653                 pos += ret;
654         }
655
656         return 0;
657 }
658
659 static int tlv_put(struct send_ctx *sctx, u16 attr, const void *data, int len)
660 {
661         struct btrfs_tlv_header *hdr;
662         int total_len = sizeof(*hdr) + len;
663         int left = sctx->send_max_size - sctx->send_size;
664
665         if (WARN_ON_ONCE(sctx->put_data))
666                 return -EINVAL;
667
668         if (unlikely(left < total_len))
669                 return -EOVERFLOW;
670
671         hdr = (struct btrfs_tlv_header *) (sctx->send_buf + sctx->send_size);
672         put_unaligned_le16(attr, &hdr->tlv_type);
673         put_unaligned_le16(len, &hdr->tlv_len);
674         memcpy(hdr + 1, data, len);
675         sctx->send_size += total_len;
676
677         return 0;
678 }
679
680 #define TLV_PUT_DEFINE_INT(bits) \
681         static int tlv_put_u##bits(struct send_ctx *sctx,               \
682                         u##bits attr, u##bits value)                    \
683         {                                                               \
684                 __le##bits __tmp = cpu_to_le##bits(value);              \
685                 return tlv_put(sctx, attr, &__tmp, sizeof(__tmp));      \
686         }
687
688 TLV_PUT_DEFINE_INT(8)
689 TLV_PUT_DEFINE_INT(32)
690 TLV_PUT_DEFINE_INT(64)
691
692 static int tlv_put_string(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
693                           const char *str, int len)
694 {
695         if (len == -1)
696                 len = strlen(str);
697         return tlv_put(sctx, attr, str, len);
698 }
699
700 static int tlv_put_uuid(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
701                         const u8 *uuid)
702 {
703         return tlv_put(sctx, attr, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
704 }
705
706 static int tlv_put_btrfs_timespec(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
707                                   struct extent_buffer *eb,
708                                   struct btrfs_timespec *ts)
709 {
710         struct btrfs_timespec bts;
711         read_extent_buffer(eb, &bts, (unsigned long)ts, sizeof(bts));
712         return tlv_put(sctx, attr, &bts, sizeof(bts));
713 }
714
715
716 #define TLV_PUT(sctx, attrtype, data, attrlen) \
717         do { \
718                 ret = tlv_put(sctx, attrtype, data, attrlen); \
719                 if (ret < 0) \
720                         goto tlv_put_failure; \
721         } while (0)
722
723 #define TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, bits, value) \
724         do { \
725                 ret = tlv_put_u##bits(sctx, attrtype, value); \
726                 if (ret < 0) \
727                         goto tlv_put_failure; \
728         } while (0)
729
730 #define TLV_PUT_U8(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 8, data)
731 #define TLV_PUT_U16(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 16, data)
732 #define TLV_PUT_U32(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 32, data)
733 #define TLV_PUT_U64(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 64, data)
734 #define TLV_PUT_STRING(sctx, attrtype, str, len) \
735         do { \
736                 ret = tlv_put_string(sctx, attrtype, str, len); \
737                 if (ret < 0) \
738                         goto tlv_put_failure; \
739         } while (0)
740 #define TLV_PUT_PATH(sctx, attrtype, p) \
741         do { \
742                 ret = tlv_put_string(sctx, attrtype, p->start, \
743                         p->end - p->start); \
744                 if (ret < 0) \
745                         goto tlv_put_failure; \
746         } while(0)
747 #define TLV_PUT_UUID(sctx, attrtype, uuid) \
748         do { \
749                 ret = tlv_put_uuid(sctx, attrtype, uuid); \
750                 if (ret < 0) \
751                         goto tlv_put_failure; \
752         } while (0)
753 #define TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, attrtype, eb, ts) \
754         do { \
755                 ret = tlv_put_btrfs_timespec(sctx, attrtype, eb, ts); \
756                 if (ret < 0) \
757                         goto tlv_put_failure; \
758         } while (0)
759
760 static int send_header(struct send_ctx *sctx)
761 {
762         struct btrfs_stream_header hdr;
763
764         strcpy(hdr.magic, BTRFS_SEND_STREAM_MAGIC);
765         hdr.version = cpu_to_le32(sctx->proto);
766         return write_buf(sctx->send_filp, &hdr, sizeof(hdr),
767                                         &sctx->send_off);
768 }
769
770 /*
771  * For each command/item we want to send to userspace, we call this function.
772  */
773 static int begin_cmd(struct send_ctx *sctx, int cmd)
774 {
775         struct btrfs_cmd_header *hdr;
776
777         if (WARN_ON(!sctx->send_buf))
778                 return -EINVAL;
779
780         BUG_ON(sctx->send_size);
781
782         sctx->send_size += sizeof(*hdr);
783         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
784         put_unaligned_le16(cmd, &hdr->cmd);
785
786         return 0;
787 }
788
789 static int send_cmd(struct send_ctx *sctx)
790 {
791         int ret;
792         struct btrfs_cmd_header *hdr;
793         u32 crc;
794
795         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
796         put_unaligned_le32(sctx->send_size - sizeof(*hdr), &hdr->len);
797         put_unaligned_le32(0, &hdr->crc);
798
799         crc = btrfs_crc32c(0, (unsigned char *)sctx->send_buf, sctx->send_size);
800         put_unaligned_le32(crc, &hdr->crc);
801
802         ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf, sctx->send_size,
803                                         &sctx->send_off);
804
805         sctx->send_size = 0;
806         sctx->put_data = false;
807
808         return ret;
809 }
810
811 /*
812  * Sends a move instruction to user space
813  */
814 static int send_rename(struct send_ctx *sctx,
815                      struct fs_path *from, struct fs_path *to)
816 {
817         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
818         int ret;
819
820         btrfs_debug(fs_info, "send_rename %s -> %s", from->start, to->start);
821
822         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_RENAME);
823         if (ret < 0)
824                 goto out;
825
826         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, from);
827         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_TO, to);
828
829         ret = send_cmd(sctx);
830
831 tlv_put_failure:
832 out:
833         return ret;
834 }
835
836 /*
837  * Sends a link instruction to user space
838  */
839 static int send_link(struct send_ctx *sctx,
840                      struct fs_path *path, struct fs_path *lnk)
841 {
842         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
843         int ret;
844
845         btrfs_debug(fs_info, "send_link %s -> %s", path->start, lnk->start);
846
847         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_LINK);
848         if (ret < 0)
849                 goto out;
850
851         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
852         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_LINK, lnk);
853
854         ret = send_cmd(sctx);
855
856 tlv_put_failure:
857 out:
858         return ret;
859 }
860
861 /*
862  * Sends an unlink instruction to user space
863  */
864 static int send_unlink(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path)
865 {
866         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
867         int ret;
868
869         btrfs_debug(fs_info, "send_unlink %s", path->start);
870
871         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UNLINK);
872         if (ret < 0)
873                 goto out;
874
875         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
876
877         ret = send_cmd(sctx);
878
879 tlv_put_failure:
880 out:
881         return ret;
882 }
883
884 /*
885  * Sends a rmdir instruction to user space
886  */
887 static int send_rmdir(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path)
888 {
889         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
890         int ret;
891
892         btrfs_debug(fs_info, "send_rmdir %s", path->start);
893
894         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_RMDIR);
895         if (ret < 0)
896                 goto out;
897
898         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
899
900         ret = send_cmd(sctx);
901
902 tlv_put_failure:
903 out:
904         return ret;
905 }
906
907 struct btrfs_inode_info {
908         u64 size;
909         u64 gen;
910         u64 mode;
911         u64 uid;
912         u64 gid;
913         u64 rdev;
914         u64 fileattr;
915         u64 nlink;
916 };
917
918 /*
919  * Helper function to retrieve some fields from an inode item.
920  */
921 static int get_inode_info(struct btrfs_root *root, u64 ino,
922                           struct btrfs_inode_info *info)
923 {
924         int ret;
925         struct btrfs_path *path;
926         struct btrfs_inode_item *ii;
927         struct btrfs_key key;
928
929         path = alloc_path_for_send();
930         if (!path)
931                 return -ENOMEM;
932
933         key.objectid = ino;
934         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
935         key.offset = 0;
936         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
937         if (ret) {
938                 if (ret > 0)
939                         ret = -ENOENT;
940                 goto out;
941         }
942
943         if (!info)
944                 goto out;
945
946         ii = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
947                         struct btrfs_inode_item);
948         info->size = btrfs_inode_size(path->nodes[0], ii);
949         info->gen = btrfs_inode_generation(path->nodes[0], ii);
950         info->mode = btrfs_inode_mode(path->nodes[0], ii);
951         info->uid = btrfs_inode_uid(path->nodes[0], ii);
952         info->gid = btrfs_inode_gid(path->nodes[0], ii);
953         info->rdev = btrfs_inode_rdev(path->nodes[0], ii);
954         info->nlink = btrfs_inode_nlink(path->nodes[0], ii);
955         /*
956          * Transfer the unchanged u64 value of btrfs_inode_item::flags, that's
957          * otherwise logically split to 32/32 parts.
958          */
959         info->fileattr = btrfs_inode_flags(path->nodes[0], ii);
960
961 out:
962         btrfs_free_path(path);
963         return ret;
964 }
965
966 static int get_inode_gen(struct btrfs_root *root, u64 ino, u64 *gen)
967 {
968         int ret;
969         struct btrfs_inode_info info = { 0 };
970
971         ASSERT(gen);
972
973         ret = get_inode_info(root, ino, &info);
974         *gen = info.gen;
975         return ret;
976 }
977
978 typedef int (*iterate_inode_ref_t)(int num, u64 dir, int index,
979                                    struct fs_path *p,
980                                    void *ctx);
981
982 /*
983  * Helper function to iterate the entries in ONE btrfs_inode_ref or
984  * btrfs_inode_extref.
985  * The iterate callback may return a non zero value to stop iteration. This can
986  * be a negative value for error codes or 1 to simply stop it.
987  *
988  * path must point to the INODE_REF or INODE_EXTREF when called.
989  */
990 static int iterate_inode_ref(struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path,
991                              struct btrfs_key *found_key, int resolve,
992                              iterate_inode_ref_t iterate, void *ctx)
993 {
994         struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
995         struct btrfs_inode_ref *iref;
996         struct btrfs_inode_extref *extref;
997         struct btrfs_path *tmp_path;
998         struct fs_path *p;
999         u32 cur = 0;
1000         u32 total;
1001         int slot = path->slots[0];
1002         u32 name_len;
1003         char *start;
1004         int ret = 0;
1005         int num = 0;
1006         int index;
1007         u64 dir;
1008         unsigned long name_off;
1009         unsigned long elem_size;
1010         unsigned long ptr;
1011
1012         p = fs_path_alloc_reversed();
1013         if (!p)
1014                 return -ENOMEM;
1015
1016         tmp_path = alloc_path_for_send();
1017         if (!tmp_path) {
1018                 fs_path_free(p);
1019                 return -ENOMEM;
1020         }
1021
1022
1023         if (found_key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
1024                 ptr = (unsigned long)btrfs_item_ptr(eb, slot,
1025                                                     struct btrfs_inode_ref);
1026                 total = btrfs_item_size(eb, slot);
1027                 elem_size = sizeof(*iref);
1028         } else {
1029                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(eb, slot);
1030                 total = btrfs_item_size(eb, slot);
1031                 elem_size = sizeof(*extref);
1032         }
1033
1034         while (cur < total) {
1035                 fs_path_reset(p);
1036
1037                 if (found_key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
1038                         iref = (struct btrfs_inode_ref *)(ptr + cur);
1039                         name_len = btrfs_inode_ref_name_len(eb, iref);
1040                         name_off = (unsigned long)(iref + 1);
1041                         index = btrfs_inode_ref_index(eb, iref);
1042                         dir = found_key->offset;
1043                 } else {
1044                         extref = (struct btrfs_inode_extref *)(ptr + cur);
1045                         name_len = btrfs_inode_extref_name_len(eb, extref);
1046                         name_off = (unsigned long)&extref->name;
1047                         index = btrfs_inode_extref_index(eb, extref);
1048                         dir = btrfs_inode_extref_parent(eb, extref);
1049                 }
1050
1051                 if (resolve) {
1052                         start = btrfs_ref_to_path(root, tmp_path, name_len,
1053                                                   name_off, eb, dir,
1054                                                   p->buf, p->buf_len);
1055                         if (IS_ERR(start)) {
1056                                 ret = PTR_ERR(start);
1057                                 goto out;
1058                         }
1059                         if (start < p->buf) {
1060                                 /* overflow , try again with larger buffer */
1061                                 ret = fs_path_ensure_buf(p,
1062                                                 p->buf_len + p->buf - start);
1063                                 if (ret < 0)
1064                                         goto out;
1065                                 start = btrfs_ref_to_path(root, tmp_path,
1066                                                           name_len, name_off,
1067                                                           eb, dir,
1068                                                           p->buf, p->buf_len);
1069                                 if (IS_ERR(start)) {
1070                                         ret = PTR_ERR(start);
1071                                         goto out;
1072                                 }
1073                                 BUG_ON(start < p->buf);
1074                         }
1075                         p->start = start;
1076                 } else {
1077                         ret = fs_path_add_from_extent_buffer(p, eb, name_off,
1078                                                              name_len);
1079                         if (ret < 0)
1080                                 goto out;
1081                 }
1082
1083                 cur += elem_size + name_len;
1084                 ret = iterate(num, dir, index, p, ctx);
1085                 if (ret)
1086                         goto out;
1087                 num++;
1088         }
1089
1090 out:
1091         btrfs_free_path(tmp_path);
1092         fs_path_free(p);
1093         return ret;
1094 }
1095
1096 typedef int (*iterate_dir_item_t)(int num, struct btrfs_key *di_key,
1097                                   const char *name, int name_len,
1098                                   const char *data, int data_len,
1099                                   void *ctx);
1100
1101 /*
1102  * Helper function to iterate the entries in ONE btrfs_dir_item.
1103  * The iterate callback may return a non zero value to stop iteration. This can
1104  * be a negative value for error codes or 1 to simply stop it.
1105  *
1106  * path must point to the dir item when called.
1107  */
1108 static int iterate_dir_item(struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path,
1109                             iterate_dir_item_t iterate, void *ctx)
1110 {
1111         int ret = 0;
1112         struct extent_buffer *eb;
1113         struct btrfs_dir_item *di;
1114         struct btrfs_key di_key;
1115         char *buf = NULL;
1116         int buf_len;
1117         u32 name_len;
1118         u32 data_len;
1119         u32 cur;
1120         u32 len;
1121         u32 total;
1122         int slot;
1123         int num;
1124
1125         /*
1126          * Start with a small buffer (1 page). If later we end up needing more
1127          * space, which can happen for xattrs on a fs with a leaf size greater
1128          * then the page size, attempt to increase the buffer. Typically xattr
1129          * values are small.
1130          */
1131         buf_len = PATH_MAX;
1132         buf = kmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
1133         if (!buf) {
1134                 ret = -ENOMEM;
1135                 goto out;
1136         }
1137
1138         eb = path->nodes[0];
1139         slot = path->slots[0];
1140         di = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dir_item);
1141         cur = 0;
1142         len = 0;
1143         total = btrfs_item_size(eb, slot);
1144
1145         num = 0;
1146         while (cur < total) {
1147                 name_len = btrfs_dir_name_len(eb, di);
1148                 data_len = btrfs_dir_data_len(eb, di);
1149                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(eb, di, &di_key);
1150
1151                 if (btrfs_dir_ftype(eb, di) == BTRFS_FT_XATTR) {
1152                         if (name_len > XATTR_NAME_MAX) {
1153                                 ret = -ENAMETOOLONG;
1154                                 goto out;
1155                         }
1156                         if (name_len + data_len >
1157                                         BTRFS_MAX_XATTR_SIZE(root->fs_info)) {
1158                                 ret = -E2BIG;
1159                                 goto out;
1160                         }
1161                 } else {
1162                         /*
1163                          * Path too long
1164                          */
1165                         if (name_len + data_len > PATH_MAX) {
1166                                 ret = -ENAMETOOLONG;
1167                                 goto out;
1168                         }
1169                 }
1170
1171                 if (name_len + data_len > buf_len) {
1172                         buf_len = name_len + data_len;
1173                         if (is_vmalloc_addr(buf)) {
1174                                 vfree(buf);
1175                                 buf = NULL;
1176                         } else {
1177                                 char *tmp = krealloc(buf, buf_len,
1178                                                 GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1179
1180                                 if (!tmp)
1181                                         kfree(buf);
1182                                 buf = tmp;
1183                         }
1184                         if (!buf) {
1185                                 buf = kvmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
1186                                 if (!buf) {
1187                                         ret = -ENOMEM;
1188                                         goto out;
1189                                 }
1190                         }
1191                 }
1192
1193                 read_extent_buffer(eb, buf, (unsigned long)(di + 1),
1194                                 name_len + data_len);
1195
1196                 len = sizeof(*di) + name_len + data_len;
1197                 di = (struct btrfs_dir_item *)((char *)di + len);
1198                 cur += len;
1199
1200                 ret = iterate(num, &di_key, buf, name_len, buf + name_len,
1201                               data_len, ctx);
1202                 if (ret < 0)
1203                         goto out;
1204                 if (ret) {
1205                         ret = 0;
1206                         goto out;
1207                 }
1208
1209                 num++;
1210         }
1211
1212 out:
1213         kvfree(buf);
1214         return ret;
1215 }
1216
1217 static int __copy_first_ref(int num, u64 dir, int index,
1218                             struct fs_path *p, void *ctx)
1219 {
1220         int ret;
1221         struct fs_path *pt = ctx;
1222
1223         ret = fs_path_copy(pt, p);
1224         if (ret < 0)
1225                 return ret;
1226
1227         /* we want the first only */
1228         return 1;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Retrieve the first path of an inode. If an inode has more then one
1233  * ref/hardlink, this is ignored.
1234  */
1235 static int get_inode_path(struct btrfs_root *root,
1236                           u64 ino, struct fs_path *path)
1237 {
1238         int ret;
1239         struct btrfs_key key, found_key;
1240         struct btrfs_path *p;
1241
1242         p = alloc_path_for_send();
1243         if (!p)
1244                 return -ENOMEM;
1245
1246         fs_path_reset(path);
1247
1248         key.objectid = ino;
1249         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
1250         key.offset = 0;
1251
1252         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, p, 1, 0);
1253         if (ret < 0)
1254                 goto out;
1255         if (ret) {
1256                 ret = 1;
1257                 goto out;
1258         }
1259         btrfs_item_key_to_cpu(p->nodes[0], &found_key, p->slots[0]);
1260         if (found_key.objectid != ino ||
1261             (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
1262              found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)) {
1263                 ret = -ENOENT;
1264                 goto out;
1265         }
1266
1267         ret = iterate_inode_ref(root, p, &found_key, 1,
1268                                 __copy_first_ref, path);
1269         if (ret < 0)
1270                 goto out;
1271         ret = 0;
1272
1273 out:
1274         btrfs_free_path(p);
1275         return ret;
1276 }
1277
1278 struct backref_ctx {
1279         struct send_ctx *sctx;
1280
1281         /* number of total found references */
1282         u64 found;
1283
1284         /*
1285          * used for clones found in send_root. clones found behind cur_objectid
1286          * and cur_offset are not considered as allowed clones.
1287          */
1288         u64 cur_objectid;
1289         u64 cur_offset;
1290
1291         /* may be truncated in case it's the last extent in a file */
1292         u64 extent_len;
1293
1294         /* The bytenr the file extent item we are processing refers to. */
1295         u64 bytenr;
1296         /* The owner (root id) of the data backref for the current extent. */
1297         u64 backref_owner;
1298         /* The offset of the data backref for the current extent. */
1299         u64 backref_offset;
1300 };
1301
1302 static int __clone_root_cmp_bsearch(const void *key, const void *elt)
1303 {
1304         u64 root = (u64)(uintptr_t)key;
1305         const struct clone_root *cr = elt;
1306
1307         if (root < cr->root->root_key.objectid)
1308                 return -1;
1309         if (root > cr->root->root_key.objectid)
1310                 return 1;
1311         return 0;
1312 }
1313
1314 static int __clone_root_cmp_sort(const void *e1, const void *e2)
1315 {
1316         const struct clone_root *cr1 = e1;
1317         const struct clone_root *cr2 = e2;
1318
1319         if (cr1->root->root_key.objectid < cr2->root->root_key.objectid)
1320                 return -1;
1321         if (cr1->root->root_key.objectid > cr2->root->root_key.objectid)
1322                 return 1;
1323         return 0;
1324 }
1325
1326 /*
1327  * Called for every backref that is found for the current extent.
1328  * Results are collected in sctx->clone_roots->ino/offset.
1329  */
1330 static int iterate_backrefs(u64 ino, u64 offset, u64 num_bytes, u64 root_id,
1331                             void *ctx_)
1332 {
1333         struct backref_ctx *bctx = ctx_;
1334         struct clone_root *clone_root;
1335
1336         /* First check if the root is in the list of accepted clone sources */
1337         clone_root = bsearch((void *)(uintptr_t)root_id, bctx->sctx->clone_roots,
1338                              bctx->sctx->clone_roots_cnt,
1339                              sizeof(struct clone_root),
1340                              __clone_root_cmp_bsearch);
1341         if (!clone_root)
1342                 return 0;
1343
1344         /* This is our own reference, bail out as we can't clone from it. */
1345         if (clone_root->root == bctx->sctx->send_root &&
1346             ino == bctx->cur_objectid &&
1347             offset == bctx->cur_offset)
1348                 return 0;
1349
1350         /*
1351          * Make sure we don't consider clones from send_root that are
1352          * behind the current inode/offset.
1353          */
1354         if (clone_root->root == bctx->sctx->send_root) {
1355                 /*
1356                  * If the source inode was not yet processed we can't issue a
1357                  * clone operation, as the source extent does not exist yet at
1358                  * the destination of the stream.
1359                  */
1360                 if (ino > bctx->cur_objectid)
1361                         return 0;
1362                 /*
1363                  * We clone from the inode currently being sent as long as the
1364                  * source extent is already processed, otherwise we could try
1365                  * to clone from an extent that does not exist yet at the
1366                  * destination of the stream.
1367                  */
1368                 if (ino == bctx->cur_objectid &&
1369                     offset + bctx->extent_len >
1370                     bctx->sctx->cur_inode_next_write_offset)
1371                         return 0;
1372         }
1373
1374         bctx->found++;
1375         clone_root->found_ref = true;
1376
1377         /*
1378          * If the given backref refers to a file extent item with a larger
1379          * number of bytes than what we found before, use the new one so that
1380          * we clone more optimally and end up doing less writes and getting
1381          * less exclusive, non-shared extents at the destination.
1382          */
1383         if (num_bytes > clone_root->num_bytes) {
1384                 clone_root->ino = ino;
1385                 clone_root->offset = offset;
1386                 clone_root->num_bytes = num_bytes;
1387
1388                 /*
1389                  * Found a perfect candidate, so there's no need to continue
1390                  * backref walking.
1391                  */
1392                 if (num_bytes >= bctx->extent_len)
1393                         return BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP;
1394         }
1395
1396         return 0;
1397 }
1398
1399 static bool lookup_backref_cache(u64 leaf_bytenr, void *ctx,
1400                                  const u64 **root_ids_ret, int *root_count_ret)
1401 {
1402         struct backref_ctx *bctx = ctx;
1403         struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1404         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1405         const u64 key = leaf_bytenr >> fs_info->sectorsize_bits;
1406         struct btrfs_lru_cache_entry *raw_entry;
1407         struct backref_cache_entry *entry;
1408
1409         if (btrfs_lru_cache_size(&sctx->backref_cache) == 0)
1410                 return false;
1411
1412         /*
1413          * If relocation happened since we first filled the cache, then we must
1414          * empty the cache and can not use it, because even though we operate on
1415          * read-only roots, their leaves and nodes may have been reallocated and
1416          * now be used for different nodes/leaves of the same tree or some other
1417          * tree.
1418          *
1419          * We are called from iterate_extent_inodes() while either holding a
1420          * transaction handle or holding fs_info->commit_root_sem, so no need
1421          * to take any lock here.
1422          */
1423         if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->backref_cache_last_reloc_trans) {
1424                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->backref_cache);
1425                 return false;
1426         }
1427
1428         raw_entry = btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->backref_cache, key, 0);
1429         if (!raw_entry)
1430                 return false;
1431
1432         entry = container_of(raw_entry, struct backref_cache_entry, entry);
1433         *root_ids_ret = entry->root_ids;
1434         *root_count_ret = entry->num_roots;
1435
1436         return true;
1437 }
1438
1439 static void store_backref_cache(u64 leaf_bytenr, const struct ulist *root_ids,
1440                                 void *ctx)
1441 {
1442         struct backref_ctx *bctx = ctx;
1443         struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1444         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1445         struct backref_cache_entry *new_entry;
1446         struct ulist_iterator uiter;
1447         struct ulist_node *node;
1448         int ret;
1449
1450         /*
1451          * We're called while holding a transaction handle or while holding
1452          * fs_info->commit_root_sem (at iterate_extent_inodes()), so must do a
1453          * NOFS allocation.
1454          */
1455         new_entry = kmalloc(sizeof(struct backref_cache_entry), GFP_NOFS);
1456         /* No worries, cache is optional. */
1457         if (!new_entry)
1458                 return;
1459
1460         new_entry->entry.key = leaf_bytenr >> fs_info->sectorsize_bits;
1461         new_entry->entry.gen = 0;
1462         new_entry->num_roots = 0;
1463         ULIST_ITER_INIT(&uiter);
1464         while ((node = ulist_next(root_ids, &uiter)) != NULL) {
1465                 const u64 root_id = node->val;
1466                 struct clone_root *root;
1467
1468                 root = bsearch((void *)(uintptr_t)root_id, sctx->clone_roots,
1469                                sctx->clone_roots_cnt, sizeof(struct clone_root),
1470                                __clone_root_cmp_bsearch);
1471                 if (!root)
1472                         continue;
1473
1474                 /* Too many roots, just exit, no worries as caching is optional. */
1475                 if (new_entry->num_roots >= SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS) {
1476                         kfree(new_entry);
1477                         return;
1478                 }
1479
1480                 new_entry->root_ids[new_entry->num_roots] = root_id;
1481                 new_entry->num_roots++;
1482         }
1483
1484         /*
1485          * We may have not added any roots to the new cache entry, which means
1486          * none of the roots is part of the list of roots from which we are
1487          * allowed to clone. Cache the new entry as it's still useful to avoid
1488          * backref walking to determine which roots have a path to the leaf.
1489          *
1490          * Also use GFP_NOFS because we're called while holding a transaction
1491          * handle or while holding fs_info->commit_root_sem.
1492          */
1493         ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->backref_cache, &new_entry->entry,
1494                                     GFP_NOFS);
1495         ASSERT(ret == 0 || ret == -ENOMEM);
1496         if (ret) {
1497                 /* Caching is optional, no worries. */
1498                 kfree(new_entry);
1499                 return;
1500         }
1501
1502         /*
1503          * We are called from iterate_extent_inodes() while either holding a
1504          * transaction handle or holding fs_info->commit_root_sem, so no need
1505          * to take any lock here.
1506          */
1507         if (btrfs_lru_cache_size(&sctx->backref_cache) == 1)
1508                 sctx->backref_cache_last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
1509 }
1510
1511 static int check_extent_item(u64 bytenr, const struct btrfs_extent_item *ei,
1512                              const struct extent_buffer *leaf, void *ctx)
1513 {
1514         const u64 refs = btrfs_extent_refs(leaf, ei);
1515         const struct backref_ctx *bctx = ctx;
1516         const struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1517
1518         if (bytenr == bctx->bytenr) {
1519                 const u64 flags = btrfs_extent_flags(leaf, ei);
1520
1521                 if (WARN_ON(flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK))
1522                         return -EUCLEAN;
1523
1524                 /*
1525                  * If we have only one reference and only the send root as a
1526                  * clone source - meaning no clone roots were given in the
1527                  * struct btrfs_ioctl_send_args passed to the send ioctl - then
1528                  * it's our reference and there's no point in doing backref
1529                  * walking which is expensive, so exit early.
1530                  */
1531                 if (refs == 1 && sctx->clone_roots_cnt == 1)
1532                         return -ENOENT;
1533         }
1534
1535         /*
1536          * Backreference walking (iterate_extent_inodes() below) is currently
1537          * too expensive when an extent has a large number of references, both
1538          * in time spent and used memory. So for now just fallback to write
1539          * operations instead of clone operations when an extent has more than
1540          * a certain amount of references.
1541          */
1542         if (refs > SEND_MAX_EXTENT_REFS)
1543                 return -ENOENT;
1544
1545         return 0;
1546 }
1547
1548 static bool skip_self_data_ref(u64 root, u64 ino, u64 offset, void *ctx)
1549 {
1550         const struct backref_ctx *bctx = ctx;
1551
1552         if (ino == bctx->cur_objectid &&
1553             root == bctx->backref_owner &&
1554             offset == bctx->backref_offset)
1555                 return true;
1556
1557         return false;
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Given an inode, offset and extent item, it finds a good clone for a clone
1562  * instruction. Returns -ENOENT when none could be found. The function makes
1563  * sure that the returned clone is usable at the point where sending is at the
1564  * moment. This means, that no clones are accepted which lie behind the current
1565  * inode+offset.
1566  *
1567  * path must point to the extent item when called.
1568  */
1569 static int find_extent_clone(struct send_ctx *sctx,
1570                              struct btrfs_path *path,
1571                              u64 ino, u64 data_offset,
1572                              u64 ino_size,
1573                              struct clone_root **found)
1574 {
1575         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1576         int ret;
1577         int extent_type;
1578         u64 logical;
1579         u64 disk_byte;
1580         u64 num_bytes;
1581         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1582         struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
1583         struct backref_ctx backref_ctx = { 0 };
1584         struct btrfs_backref_walk_ctx backref_walk_ctx = { 0 };
1585         struct clone_root *cur_clone_root;
1586         int compressed;
1587         u32 i;
1588
1589         /*
1590          * With fallocate we can get prealloc extents beyond the inode's i_size,
1591          * so we don't do anything here because clone operations can not clone
1592          * to a range beyond i_size without increasing the i_size of the
1593          * destination inode.
1594          */
1595         if (data_offset >= ino_size)
1596                 return 0;
1597
1598         fi = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1599         extent_type = btrfs_file_extent_type(eb, fi);
1600         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1601                 return -ENOENT;
1602
1603         disk_byte = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, fi);
1604         if (disk_byte == 0)
1605                 return -ENOENT;
1606
1607         compressed = btrfs_file_extent_compression(eb, fi);
1608         num_bytes = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, fi);
1609         logical = disk_byte + btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1610
1611         /*
1612          * Setup the clone roots.
1613          */
1614         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
1615                 cur_clone_root = sctx->clone_roots + i;
1616                 cur_clone_root->ino = (u64)-1;
1617                 cur_clone_root->offset = 0;
1618                 cur_clone_root->num_bytes = 0;
1619                 cur_clone_root->found_ref = false;
1620         }
1621
1622         backref_ctx.sctx = sctx;
1623         backref_ctx.cur_objectid = ino;
1624         backref_ctx.cur_offset = data_offset;
1625         backref_ctx.bytenr = disk_byte;
1626         /*
1627          * Use the header owner and not the send root's id, because in case of a
1628          * snapshot we can have shared subtrees.
1629          */
1630         backref_ctx.backref_owner = btrfs_header_owner(eb);
1631         backref_ctx.backref_offset = data_offset - btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1632
1633         /*
1634          * The last extent of a file may be too large due to page alignment.
1635          * We need to adjust extent_len in this case so that the checks in
1636          * iterate_backrefs() work.
1637          */
1638         if (data_offset + num_bytes >= ino_size)
1639                 backref_ctx.extent_len = ino_size - data_offset;
1640         else
1641                 backref_ctx.extent_len = num_bytes;
1642
1643         /*
1644          * Now collect all backrefs.
1645          */
1646         backref_walk_ctx.bytenr = disk_byte;
1647         if (compressed == BTRFS_COMPRESS_NONE)
1648                 backref_walk_ctx.extent_item_pos = btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1649         backref_walk_ctx.fs_info = fs_info;
1650         backref_walk_ctx.cache_lookup = lookup_backref_cache;
1651         backref_walk_ctx.cache_store = store_backref_cache;
1652         backref_walk_ctx.indirect_ref_iterator = iterate_backrefs;
1653         backref_walk_ctx.check_extent_item = check_extent_item;
1654         backref_walk_ctx.user_ctx = &backref_ctx;
1655
1656         /*
1657          * If have a single clone root, then it's the send root and we can tell
1658          * the backref walking code to skip our own backref and not resolve it,
1659          * since we can not use it for cloning - the source and destination
1660          * ranges can't overlap and in case the leaf is shared through a subtree
1661          * due to snapshots, we can't use those other roots since they are not
1662          * in the list of clone roots.
1663          */
1664         if (sctx->clone_roots_cnt == 1)
1665                 backref_walk_ctx.skip_data_ref = skip_self_data_ref;
1666
1667         ret = iterate_extent_inodes(&backref_walk_ctx, true, iterate_backrefs,
1668                                     &backref_ctx);
1669         if (ret < 0)
1670                 return ret;
1671
1672         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
1673         if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
1674                 /*
1675                  * A transaction commit for a transaction in which block group
1676                  * relocation was done just happened.
1677                  * The disk_bytenr of the file extent item we processed is
1678                  * possibly stale, referring to the extent's location before
1679                  * relocation. So act as if we haven't found any clone sources
1680                  * and fallback to write commands, which will read the correct
1681                  * data from the new extent location. Otherwise we will fail
1682                  * below because we haven't found our own back reference or we
1683                  * could be getting incorrect sources in case the old extent
1684                  * was already reallocated after the relocation.
1685                  */
1686                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
1687                 return -ENOENT;
1688         }
1689         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
1690
1691         btrfs_debug(fs_info,
1692                     "find_extent_clone: data_offset=%llu, ino=%llu, num_bytes=%llu, logical=%llu",
1693                     data_offset, ino, num_bytes, logical);
1694
1695         if (!backref_ctx.found) {
1696                 btrfs_debug(fs_info, "no clones found");
1697                 return -ENOENT;
1698         }
1699
1700         cur_clone_root = NULL;
1701         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
1702                 struct clone_root *clone_root = &sctx->clone_roots[i];
1703
1704                 if (!clone_root->found_ref)
1705                         continue;
1706
1707                 /*
1708                  * Choose the root from which we can clone more bytes, to
1709                  * minimize write operations and therefore have more extent
1710                  * sharing at the destination (the same as in the source).
1711                  */
1712                 if (!cur_clone_root ||
1713                     clone_root->num_bytes > cur_clone_root->num_bytes) {
1714                         cur_clone_root = clone_root;
1715
1716                         /*
1717                          * We found an optimal clone candidate (any inode from
1718                          * any root is fine), so we're done.
1719                          */
1720                         if (clone_root->num_bytes >= backref_ctx.extent_len)
1721                                 break;
1722                 }
1723         }
1724
1725         if (cur_clone_root) {
1726                 *found = cur_clone_root;
1727                 ret = 0;
1728         } else {
1729                 ret = -ENOENT;
1730         }
1731
1732         return ret;
1733 }
1734
1735 static int read_symlink(struct btrfs_root *root,
1736                         u64 ino,
1737                         struct fs_path *dest)
1738 {
1739         int ret;
1740         struct btrfs_path *path;
1741         struct btrfs_key key;
1742         struct btrfs_file_extent_item *ei;
1743         u8 type;
1744         u8 compression;
1745         unsigned long off;
1746         int len;
1747
1748         path = alloc_path_for_send();
1749         if (!path)
1750                 return -ENOMEM;
1751
1752         key.objectid = ino;
1753         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
1754         key.offset = 0;
1755         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
1756         if (ret < 0)
1757                 goto out;
1758         if (ret) {
1759                 /*
1760                  * An empty symlink inode. Can happen in rare error paths when
1761                  * creating a symlink (transaction committed before the inode
1762                  * eviction handler removed the symlink inode items and a crash
1763                  * happened in between or the subvol was snapshoted in between).
1764                  * Print an informative message to dmesg/syslog so that the user
1765                  * can delete the symlink.
1766                  */
1767                 btrfs_err(root->fs_info,
1768                           "Found empty symlink inode %llu at root %llu",
1769                           ino, root->root_key.objectid);
1770                 ret = -EIO;
1771                 goto out;
1772         }
1773
1774         ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
1775                         struct btrfs_file_extent_item);
1776         type = btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei);
1777         compression = btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], ei);
1778         BUG_ON(type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
1779         BUG_ON(compression);
1780
1781         off = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
1782         len = btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], ei);
1783
1784         ret = fs_path_add_from_extent_buffer(dest, path->nodes[0], off, len);
1785
1786 out:
1787         btrfs_free_path(path);
1788         return ret;
1789 }
1790
1791 /*
1792  * Helper function to generate a file name that is unique in the root of
1793  * send_root and parent_root. This is used to generate names for orphan inodes.
1794  */
1795 static int gen_unique_name(struct send_ctx *sctx,
1796                            u64 ino, u64 gen,
1797                            struct fs_path *dest)
1798 {
1799         int ret = 0;
1800         struct btrfs_path *path;
1801         struct btrfs_dir_item *di;
1802         char tmp[64];
1803         int len;
1804         u64 idx = 0;
1805
1806         path = alloc_path_for_send();
1807         if (!path)
1808                 return -ENOMEM;
1809
1810         while (1) {
1811                 struct fscrypt_str tmp_name;
1812
1813                 len = snprintf(tmp, sizeof(tmp), "o%llu-%llu-%llu",
1814                                 ino, gen, idx);
1815                 ASSERT(len < sizeof(tmp));
1816                 tmp_name.name = tmp;
1817                 tmp_name.len = strlen(tmp);
1818
1819                 di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, sctx->send_root,
1820                                 path, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
1821                                 &tmp_name, 0);
1822                 btrfs_release_path(path);
1823                 if (IS_ERR(di)) {
1824                         ret = PTR_ERR(di);
1825                         goto out;
1826                 }
1827                 if (di) {
1828                         /* not unique, try again */
1829                         idx++;
1830                         continue;
1831                 }
1832
1833                 if (!sctx->parent_root) {
1834                         /* unique */
1835                         ret = 0;
1836                         break;
1837                 }
1838
1839                 di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, sctx->parent_root,
1840                                 path, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
1841                                 &tmp_name, 0);
1842                 btrfs_release_path(path);
1843                 if (IS_ERR(di)) {
1844                         ret = PTR_ERR(di);
1845                         goto out;
1846                 }
1847                 if (di) {
1848                         /* not unique, try again */
1849                         idx++;
1850                         continue;
1851                 }
1852                 /* unique */
1853                 break;
1854         }
1855
1856         ret = fs_path_add(dest, tmp, strlen(tmp));
1857
1858 out:
1859         btrfs_free_path(path);
1860         return ret;
1861 }
1862
1863 enum inode_state {
1864         inode_state_no_change,
1865         inode_state_will_create,
1866         inode_state_did_create,
1867         inode_state_will_delete,
1868         inode_state_did_delete,
1869 };
1870
1871 static int get_cur_inode_state(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
1872                                u64 *send_gen, u64 *parent_gen)
1873 {
1874         int ret;
1875         int left_ret;
1876         int right_ret;
1877         u64 left_gen;
1878         u64 right_gen;
1879         struct btrfs_inode_info info;
1880
1881         ret = get_inode_info(sctx->send_root, ino, &info);
1882         if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
1883                 goto out;
1884         left_ret = (info.nlink == 0) ? -ENOENT : ret;
1885         left_gen = info.gen;
1886         if (send_gen)
1887                 *send_gen = ((left_ret == -ENOENT) ? 0 : info.gen);
1888
1889         if (!sctx->parent_root) {
1890                 right_ret = -ENOENT;
1891         } else {
1892                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, ino, &info);
1893                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
1894                         goto out;
1895                 right_ret = (info.nlink == 0) ? -ENOENT : ret;
1896                 right_gen = info.gen;
1897                 if (parent_gen)
1898                         *parent_gen = ((right_ret == -ENOENT) ? 0 : info.gen);
1899         }
1900
1901         if (!left_ret && !right_ret) {
1902                 if (left_gen == gen && right_gen == gen) {
1903                         ret = inode_state_no_change;
1904                 } else if (left_gen == gen) {
1905                         if (ino < sctx->send_progress)
1906                                 ret = inode_state_did_create;
1907                         else
1908                                 ret = inode_state_will_create;
1909                 } else if (right_gen == gen) {
1910                         if (ino < sctx->send_progress)
1911                                 ret = inode_state_did_delete;
1912                         else
1913                                 ret = inode_state_will_delete;
1914                 } else  {
1915                         ret = -ENOENT;
1916                 }
1917         } else if (!left_ret) {
1918                 if (left_gen == gen) {
1919                         if (ino < sctx->send_progress)
1920                                 ret = inode_state_did_create;
1921                         else
1922                                 ret = inode_state_will_create;
1923                 } else {
1924                         ret = -ENOENT;
1925                 }
1926         } else if (!right_ret) {
1927                 if (right_gen == gen) {
1928                         if (ino < sctx->send_progress)
1929                                 ret = inode_state_did_delete;
1930                         else
1931                                 ret = inode_state_will_delete;
1932                 } else {
1933                         ret = -ENOENT;
1934                 }
1935         } else {
1936                 ret = -ENOENT;
1937         }
1938
1939 out:
1940         return ret;
1941 }
1942
1943 static int is_inode_existent(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
1944                              u64 *send_gen, u64 *parent_gen)
1945 {
1946         int ret;
1947
1948         if (ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
1949                 return 1;
1950
1951         ret = get_cur_inode_state(sctx, ino, gen, send_gen, parent_gen);
1952         if (ret < 0)
1953                 goto out;
1954
1955         if (ret == inode_state_no_change ||
1956             ret == inode_state_did_create ||
1957             ret == inode_state_will_delete)
1958                 ret = 1;
1959         else
1960                 ret = 0;
1961
1962 out:
1963         return ret;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Helper function to lookup a dir item in a dir.
1968  */
1969 static int lookup_dir_item_inode(struct btrfs_root *root,
1970                                  u64 dir, const char *name, int name_len,
1971                                  u64 *found_inode)
1972 {
1973         int ret = 0;
1974         struct btrfs_dir_item *di;
1975         struct btrfs_key key;
1976         struct btrfs_path *path;
1977         struct fscrypt_str name_str = FSTR_INIT((char *)name, name_len);
1978
1979         path = alloc_path_for_send();
1980         if (!path)
1981                 return -ENOMEM;
1982
1983         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, dir, &name_str, 0);
1984         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
1985                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
1986                 goto out;
1987         }
1988         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
1989         if (key.type == BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
1990                 ret = -ENOENT;
1991                 goto out;
1992         }
1993         *found_inode = key.objectid;
1994
1995 out:
1996         btrfs_free_path(path);
1997         return ret;
1998 }
1999
2000 /*
2001  * Looks up the first btrfs_inode_ref of a given ino. It returns the parent dir,
2002  * generation of the parent dir and the name of the dir entry.
2003  */
2004 static int get_first_ref(struct btrfs_root *root, u64 ino,
2005                          u64 *dir, u64 *dir_gen, struct fs_path *name)
2006 {
2007         int ret;
2008         struct btrfs_key key;
2009         struct btrfs_key found_key;
2010         struct btrfs_path *path;
2011         int len;
2012         u64 parent_dir;
2013
2014         path = alloc_path_for_send();
2015         if (!path)
2016                 return -ENOMEM;
2017
2018         key.objectid = ino;
2019         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
2020         key.offset = 0;
2021
2022         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, path, 1, 0);
2023         if (ret < 0)
2024                 goto out;
2025         if (!ret)
2026                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
2027                                 path->slots[0]);
2028         if (ret || found_key.objectid != ino ||
2029             (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
2030              found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)) {
2031                 ret = -ENOENT;
2032                 goto out;
2033         }
2034
2035         if (found_key.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
2036                 struct btrfs_inode_ref *iref;
2037                 iref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
2038                                       struct btrfs_inode_ref);
2039                 len = btrfs_inode_ref_name_len(path->nodes[0], iref);
2040                 ret = fs_path_add_from_extent_buffer(name, path->nodes[0],
2041                                                      (unsigned long)(iref + 1),
2042                                                      len);
2043                 parent_dir = found_key.offset;
2044         } else {
2045                 struct btrfs_inode_extref *extref;
2046                 extref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
2047                                         struct btrfs_inode_extref);
2048                 len = btrfs_inode_extref_name_len(path->nodes[0], extref);
2049                 ret = fs_path_add_from_extent_buffer(name, path->nodes[0],
2050                                         (unsigned long)&extref->name, len);
2051                 parent_dir = btrfs_inode_extref_parent(path->nodes[0], extref);
2052         }
2053         if (ret < 0)
2054                 goto out;
2055         btrfs_release_path(path);
2056
2057         if (dir_gen) {
2058                 ret = get_inode_gen(root, parent_dir, dir_gen);
2059                 if (ret < 0)
2060                         goto out;
2061         }
2062
2063         *dir = parent_dir;
2064
2065 out:
2066         btrfs_free_path(path);
2067         return ret;
2068 }
2069
2070 static int is_first_ref(struct btrfs_root *root,
2071                         u64 ino, u64 dir,
2072                         const char *name, int name_len)
2073 {
2074         int ret;
2075         struct fs_path *tmp_name;
2076         u64 tmp_dir;
2077
2078         tmp_name = fs_path_alloc();
2079         if (!tmp_name)
2080                 return -ENOMEM;
2081
2082         ret = get_first_ref(root, ino, &tmp_dir, NULL, tmp_name);
2083         if (ret < 0)
2084                 goto out;
2085
2086         if (dir != tmp_dir || name_len != fs_path_len(tmp_name)) {
2087                 ret = 0;
2088                 goto out;
2089         }
2090
2091         ret = !memcmp(tmp_name->start, name, name_len);
2092
2093 out:
2094         fs_path_free(tmp_name);
2095         return ret;
2096 }
2097
2098 /*
2099  * Used by process_recorded_refs to determine if a new ref would overwrite an
2100  * already existing ref. In case it detects an overwrite, it returns the
2101  * inode/gen in who_ino/who_gen.
2102  * When an overwrite is detected, process_recorded_refs does proper orphanizing
2103  * to make sure later references to the overwritten inode are possible.
2104  * Orphanizing is however only required for the first ref of an inode.
2105  * process_recorded_refs does an additional is_first_ref check to see if
2106  * orphanizing is really required.
2107  */
2108 static int will_overwrite_ref(struct send_ctx *sctx, u64 dir, u64 dir_gen,
2109                               const char *name, int name_len,
2110                               u64 *who_ino, u64 *who_gen, u64 *who_mode)
2111 {
2112         int ret;
2113         u64 parent_root_dir_gen;
2114         u64 other_inode = 0;
2115         struct btrfs_inode_info info;
2116
2117         if (!sctx->parent_root)
2118                 return 0;
2119
2120         ret = is_inode_existent(sctx, dir, dir_gen, NULL, &parent_root_dir_gen);
2121         if (ret <= 0)
2122                 return 0;
2123
2124         /*
2125          * If we have a parent root we need to verify that the parent dir was
2126          * not deleted and then re-created, if it was then we have no overwrite
2127          * and we can just unlink this entry.
2128          *
2129          * @parent_root_dir_gen was set to 0 if the inode does not exist in the
2130          * parent root.
2131          */
2132         if (sctx->parent_root && dir != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
2133             parent_root_dir_gen != dir_gen)
2134                 return 0;
2135
2136         ret = lookup_dir_item_inode(sctx->parent_root, dir, name, name_len,
2137                                     &other_inode);
2138         if (ret == -ENOENT)
2139                 return 0;
2140         else if (ret < 0)
2141                 return ret;
2142
2143         /*
2144          * Check if the overwritten ref was already processed. If yes, the ref
2145          * was already unlinked/moved, so we can safely assume that we will not
2146          * overwrite anything at this point in time.
2147          */
2148         if (other_inode > sctx->send_progress ||
2149             is_waiting_for_move(sctx, other_inode)) {
2150                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, other_inode, &info);
2151                 if (ret < 0)
2152                         return ret;
2153
2154                 *who_ino = other_inode;
2155                 *who_gen = info.gen;
2156                 *who_mode = info.mode;
2157                 return 1;
2158         }
2159
2160         return 0;
2161 }
2162
2163 /*
2164  * Checks if the ref was overwritten by an already processed inode. This is
2165  * used by __get_cur_name_and_parent to find out if the ref was orphanized and
2166  * thus the orphan name needs be used.
2167  * process_recorded_refs also uses it to avoid unlinking of refs that were
2168  * overwritten.
2169  */
2170 static int did_overwrite_ref(struct send_ctx *sctx,
2171                             u64 dir, u64 dir_gen,
2172                             u64 ino, u64 ino_gen,
2173                             const char *name, int name_len)
2174 {
2175         int ret;
2176         u64 ow_inode;
2177         u64 ow_gen = 0;
2178         u64 send_root_dir_gen;
2179
2180         if (!sctx->parent_root)
2181                 return 0;
2182
2183         ret = is_inode_existent(sctx, dir, dir_gen, &send_root_dir_gen, NULL);
2184         if (ret <= 0)
2185                 return ret;
2186
2187         /*
2188          * @send_root_dir_gen was set to 0 if the inode does not exist in the
2189          * send root.
2190          */
2191         if (dir != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && send_root_dir_gen != dir_gen)
2192                 return 0;
2193
2194         /* check if the ref was overwritten by another ref */
2195         ret = lookup_dir_item_inode(sctx->send_root, dir, name, name_len,
2196                                     &ow_inode);
2197         if (ret == -ENOENT) {
2198                 /* was never and will never be overwritten */
2199                 return 0;
2200         } else if (ret < 0) {
2201                 return ret;
2202         }
2203
2204         if (ow_inode == ino) {
2205                 ret = get_inode_gen(sctx->send_root, ow_inode, &ow_gen);
2206                 if (ret < 0)
2207                         return ret;
2208
2209                 /* It's the same inode, so no overwrite happened. */
2210                 if (ow_gen == ino_gen)
2211                         return 0;
2212         }
2213
2214         /*
2215          * We know that it is or will be overwritten. Check this now.
2216          * The current inode being processed might have been the one that caused
2217          * inode 'ino' to be orphanized, therefore check if ow_inode matches
2218          * the current inode being processed.
2219          */
2220         if (ow_inode < sctx->send_progress)
2221                 return 1;
2222
2223         if (ino != sctx->cur_ino && ow_inode == sctx->cur_ino) {
2224                 if (ow_gen == 0) {
2225                         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, ow_inode, &ow_gen);
2226                         if (ret < 0)
2227                                 return ret;
2228                 }
2229                 if (ow_gen == sctx->cur_inode_gen)
2230                         return 1;
2231         }
2232
2233         return 0;
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Same as did_overwrite_ref, but also checks if it is the first ref of an inode
2238  * that got overwritten. This is used by process_recorded_refs to determine
2239  * if it has to use the path as returned by get_cur_path or the orphan name.
2240  */
2241 static int did_overwrite_first_ref(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen)
2242 {
2243         int ret = 0;
2244         struct fs_path *name = NULL;
2245         u64 dir;
2246         u64 dir_gen;
2247
2248         if (!sctx->parent_root)
2249                 goto out;
2250
2251         name = fs_path_alloc();
2252         if (!name)
2253                 return -ENOMEM;
2254
2255         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino, &dir, &dir_gen, name);
2256         if (ret < 0)
2257                 goto out;
2258
2259         ret = did_overwrite_ref(sctx, dir, dir_gen, ino, gen,
2260                         name->start, fs_path_len(name));
2261
2262 out:
2263         fs_path_free(name);
2264         return ret;
2265 }
2266
2267 static inline struct name_cache_entry *name_cache_search(struct send_ctx *sctx,
2268                                                          u64 ino, u64 gen)
2269 {
2270         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
2271
2272         entry = btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->name_cache, ino, gen);
2273         if (!entry)
2274                 return NULL;
2275
2276         return container_of(entry, struct name_cache_entry, entry);
2277 }
2278
2279 /*
2280  * Used by get_cur_path for each ref up to the root.
2281  * Returns 0 if it succeeded.
2282  * Returns 1 if the inode is not existent or got overwritten. In that case, the
2283  * name is an orphan name. This instructs get_cur_path to stop iterating. If 1
2284  * is returned, parent_ino/parent_gen are not guaranteed to be valid.
2285  * Returns <0 in case of error.
2286  */
2287 static int __get_cur_name_and_parent(struct send_ctx *sctx,
2288                                      u64 ino, u64 gen,
2289                                      u64 *parent_ino,
2290                                      u64 *parent_gen,
2291                                      struct fs_path *dest)
2292 {
2293         int ret;
2294         int nce_ret;
2295         struct name_cache_entry *nce;
2296
2297         /*
2298          * First check if we already did a call to this function with the same
2299          * ino/gen. If yes, check if the cache entry is still up-to-date. If yes
2300          * return the cached result.
2301          */
2302         nce = name_cache_search(sctx, ino, gen);
2303         if (nce) {
2304                 if (ino < sctx->send_progress && nce->need_later_update) {
2305                         btrfs_lru_cache_remove(&sctx->name_cache, &nce->entry);
2306                         nce = NULL;
2307                 } else {
2308                         *parent_ino = nce->parent_ino;
2309                         *parent_gen = nce->parent_gen;
2310                         ret = fs_path_add(dest, nce->name, nce->name_len);
2311                         if (ret < 0)
2312                                 goto out;
2313                         ret = nce->ret;
2314                         goto out;
2315                 }
2316         }
2317
2318         /*
2319          * If the inode is not existent yet, add the orphan name and return 1.
2320          * This should only happen for the parent dir that we determine in
2321          * record_new_ref_if_needed().
2322          */
2323         ret = is_inode_existent(sctx, ino, gen, NULL, NULL);
2324         if (ret < 0)
2325                 goto out;
2326
2327         if (!ret) {
2328                 ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, dest);
2329                 if (ret < 0)
2330                         goto out;
2331                 ret = 1;
2332                 goto out_cache;
2333         }
2334
2335         /*
2336          * Depending on whether the inode was already processed or not, use
2337          * send_root or parent_root for ref lookup.
2338          */
2339         if (ino < sctx->send_progress)
2340                 ret = get_first_ref(sctx->send_root, ino,
2341                                     parent_ino, parent_gen, dest);
2342         else
2343                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
2344                                     parent_ino, parent_gen, dest);
2345         if (ret < 0)
2346                 goto out;
2347
2348         /*
2349          * Check if the ref was overwritten by an inode's ref that was processed
2350          * earlier. If yes, treat as orphan and return 1.
2351          */
2352         ret = did_overwrite_ref(sctx, *parent_ino, *parent_gen, ino, gen,
2353                         dest->start, dest->end - dest->start);
2354         if (ret < 0)
2355                 goto out;
2356         if (ret) {
2357                 fs_path_reset(dest);
2358                 ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, dest);
2359                 if (ret < 0)
2360                         goto out;
2361                 ret = 1;
2362         }
2363
2364 out_cache:
2365         /*
2366          * Store the result of the lookup in the name cache.
2367          */
2368         nce = kmalloc(sizeof(*nce) + fs_path_len(dest) + 1, GFP_KERNEL);
2369         if (!nce) {
2370                 ret = -ENOMEM;
2371                 goto out;
2372         }
2373
2374         nce->entry.key = ino;
2375         nce->entry.gen = gen;
2376         nce->parent_ino = *parent_ino;
2377         nce->parent_gen = *parent_gen;
2378         nce->name_len = fs_path_len(dest);
2379         nce->ret = ret;
2380         strcpy(nce->name, dest->start);
2381
2382         if (ino < sctx->send_progress)
2383                 nce->need_later_update = 0;
2384         else
2385                 nce->need_later_update = 1;
2386
2387         nce_ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->name_cache, &nce->entry, GFP_KERNEL);
2388         if (nce_ret < 0) {
2389                 kfree(nce);
2390                 ret = nce_ret;
2391         }
2392
2393 out:
2394         return ret;
2395 }
2396
2397 /*
2398  * Magic happens here. This function returns the first ref to an inode as it
2399  * would look like while receiving the stream at this point in time.
2400  * We walk the path up to the root. For every inode in between, we check if it
2401  * was already processed/sent. If yes, we continue with the parent as found
2402  * in send_root. If not, we continue with the parent as found in parent_root.
2403  * If we encounter an inode that was deleted at this point in time, we use the
2404  * inodes "orphan" name instead of the real name and stop. Same with new inodes
2405  * that were not created yet and overwritten inodes/refs.
2406  *
2407  * When do we have orphan inodes:
2408  * 1. When an inode is freshly created and thus no valid refs are available yet
2409  * 2. When a directory lost all it's refs (deleted) but still has dir items
2410  *    inside which were not processed yet (pending for move/delete). If anyone
2411  *    tried to get the path to the dir items, it would get a path inside that
2412  *    orphan directory.
2413  * 3. When an inode is moved around or gets new links, it may overwrite the ref
2414  *    of an unprocessed inode. If in that case the first ref would be
2415  *    overwritten, the overwritten inode gets "orphanized". Later when we
2416  *    process this overwritten inode, it is restored at a new place by moving
2417  *    the orphan inode.
2418  *
2419  * sctx->send_progress tells this function at which point in time receiving
2420  * would be.
2421  */
2422 static int get_cur_path(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
2423                         struct fs_path *dest)
2424 {
2425         int ret = 0;
2426         struct fs_path *name = NULL;
2427         u64 parent_inode = 0;
2428         u64 parent_gen = 0;
2429         int stop = 0;
2430
2431         name = fs_path_alloc();
2432         if (!name) {
2433                 ret = -ENOMEM;
2434                 goto out;
2435         }
2436
2437         dest->reversed = 1;
2438         fs_path_reset(dest);
2439
2440         while (!stop && ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
2441                 struct waiting_dir_move *wdm;
2442
2443                 fs_path_reset(name);
2444
2445                 if (is_waiting_for_rm(sctx, ino, gen)) {
2446                         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, name);
2447                         if (ret < 0)
2448                                 goto out;
2449                         ret = fs_path_add_path(dest, name);
2450                         break;
2451                 }
2452
2453                 wdm = get_waiting_dir_move(sctx, ino);
2454                 if (wdm && wdm->orphanized) {
2455                         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, name);
2456                         stop = 1;
2457                 } else if (wdm) {
2458                         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
2459                                             &parent_inode, &parent_gen, name);
2460                 } else {
2461                         ret = __get_cur_name_and_parent(sctx, ino, gen,
2462                                                         &parent_inode,
2463                                                         &parent_gen, name);
2464                         if (ret)
2465                                 stop = 1;
2466                 }
2467
2468                 if (ret < 0)
2469                         goto out;
2470
2471                 ret = fs_path_add_path(dest, name);
2472                 if (ret < 0)
2473                         goto out;
2474
2475                 ino = parent_inode;
2476                 gen = parent_gen;
2477         }
2478
2479 out:
2480         fs_path_free(name);
2481         if (!ret)
2482                 fs_path_unreverse(dest);
2483         return ret;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Sends a BTRFS_SEND_C_SUBVOL command/item to userspace
2488  */
2489 static int send_subvol_begin(struct send_ctx *sctx)
2490 {
2491         int ret;
2492         struct btrfs_root *send_root = sctx->send_root;
2493         struct btrfs_root *parent_root = sctx->parent_root;
2494         struct btrfs_path *path;
2495         struct btrfs_key key;
2496         struct btrfs_root_ref *ref;
2497         struct extent_buffer *leaf;
2498         char *name = NULL;
2499         int namelen;
2500
2501         path = btrfs_alloc_path();
2502         if (!path)
2503                 return -ENOMEM;
2504
2505         name = kmalloc(BTRFS_PATH_NAME_MAX, GFP_KERNEL);
2506         if (!name) {
2507                 btrfs_free_path(path);
2508                 return -ENOMEM;
2509         }
2510
2511         key.objectid = send_root->root_key.objectid;
2512         key.type = BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY;
2513         key.offset = 0;
2514
2515         ret = btrfs_search_slot_for_read(send_root->fs_info->tree_root,
2516                                 &key, path, 1, 0);
2517         if (ret < 0)
2518                 goto out;
2519         if (ret) {
2520                 ret = -ENOENT;
2521                 goto out;
2522         }
2523
2524         leaf = path->nodes[0];
2525         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2526         if (key.type != BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY ||
2527             key.objectid != send_root->root_key.objectid) {
2528                 ret = -ENOENT;
2529                 goto out;
2530         }
2531         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
2532         namelen = btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref);
2533         read_extent_buffer(leaf, name, (unsigned long)(ref + 1), namelen);
2534         btrfs_release_path(path);
2535
2536         if (parent_root) {
2537                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SNAPSHOT);
2538                 if (ret < 0)
2539                         goto out;
2540         } else {
2541                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SUBVOL);
2542                 if (ret < 0)
2543                         goto out;
2544         }
2545
2546         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, name, namelen);
2547
2548         if (!btrfs_is_empty_uuid(sctx->send_root->root_item.received_uuid))
2549                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_UUID,
2550                             sctx->send_root->root_item.received_uuid);
2551         else
2552                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_UUID,
2553                             sctx->send_root->root_item.uuid);
2554
2555         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CTRANSID,
2556                     btrfs_root_ctransid(&sctx->send_root->root_item));
2557         if (parent_root) {
2558                 if (!btrfs_is_empty_uuid(parent_root->root_item.received_uuid))
2559                         TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
2560                                      parent_root->root_item.received_uuid);
2561                 else
2562                         TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
2563                                      parent_root->root_item.uuid);
2564                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_CTRANSID,
2565                             btrfs_root_ctransid(&sctx->parent_root->root_item));
2566         }
2567
2568         ret = send_cmd(sctx);
2569
2570 tlv_put_failure:
2571 out:
2572         btrfs_free_path(path);
2573         kfree(name);
2574         return ret;
2575 }
2576
2577 static int send_truncate(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 size)
2578 {
2579         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2580         int ret = 0;
2581         struct fs_path *p;
2582
2583         btrfs_debug(fs_info, "send_truncate %llu size=%llu", ino, size);
2584
2585         p = fs_path_alloc();
2586         if (!p)
2587                 return -ENOMEM;
2588
2589         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_TRUNCATE);
2590         if (ret < 0)
2591                 goto out;
2592
2593         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2594         if (ret < 0)
2595                 goto out;
2596         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2597         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_SIZE, size);
2598
2599         ret = send_cmd(sctx);
2600
2601 tlv_put_failure:
2602 out:
2603         fs_path_free(p);
2604         return ret;
2605 }
2606
2607 static int send_chmod(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 mode)
2608 {
2609         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2610         int ret = 0;
2611         struct fs_path *p;
2612
2613         btrfs_debug(fs_info, "send_chmod %llu mode=%llu", ino, mode);
2614
2615         p = fs_path_alloc();
2616         if (!p)
2617                 return -ENOMEM;
2618
2619         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CHMOD);
2620         if (ret < 0)
2621                 goto out;
2622
2623         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2624         if (ret < 0)
2625                 goto out;
2626         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2627         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_MODE, mode & 07777);
2628
2629         ret = send_cmd(sctx);
2630
2631 tlv_put_failure:
2632 out:
2633         fs_path_free(p);
2634         return ret;
2635 }
2636
2637 static int send_fileattr(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 fileattr)
2638 {
2639         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2640         int ret = 0;
2641         struct fs_path *p;
2642
2643         if (sctx->proto < 2)
2644                 return 0;
2645
2646         btrfs_debug(fs_info, "send_fileattr %llu fileattr=%llu", ino, fileattr);
2647
2648         p = fs_path_alloc();
2649         if (!p)
2650                 return -ENOMEM;
2651
2652         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_FILEATTR);
2653         if (ret < 0)
2654                 goto out;
2655
2656         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2657         if (ret < 0)
2658                 goto out;
2659         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2660         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILEATTR, fileattr);
2661
2662         ret = send_cmd(sctx);
2663
2664 tlv_put_failure:
2665 out:
2666         fs_path_free(p);
2667         return ret;
2668 }
2669
2670 static int send_chown(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 uid, u64 gid)
2671 {
2672         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2673         int ret = 0;
2674         struct fs_path *p;
2675
2676         btrfs_debug(fs_info, "send_chown %llu uid=%llu, gid=%llu",
2677                     ino, uid, gid);
2678
2679         p = fs_path_alloc();
2680         if (!p)
2681                 return -ENOMEM;
2682
2683         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CHOWN);
2684         if (ret < 0)
2685                 goto out;
2686
2687         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2688         if (ret < 0)
2689                 goto out;
2690         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2691         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UID, uid);
2692         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_GID, gid);
2693
2694         ret = send_cmd(sctx);
2695
2696 tlv_put_failure:
2697 out:
2698         fs_path_free(p);
2699         return ret;
2700 }
2701
2702 static int send_utimes(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen)
2703 {
2704         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2705         int ret = 0;
2706         struct fs_path *p = NULL;
2707         struct btrfs_inode_item *ii;
2708         struct btrfs_path *path = NULL;
2709         struct extent_buffer *eb;
2710         struct btrfs_key key;
2711         int slot;
2712
2713         btrfs_debug(fs_info, "send_utimes %llu", ino);
2714
2715         p = fs_path_alloc();
2716         if (!p)
2717                 return -ENOMEM;
2718
2719         path = alloc_path_for_send();
2720         if (!path) {
2721                 ret = -ENOMEM;
2722                 goto out;
2723         }
2724
2725         key.objectid = ino;
2726         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
2727         key.offset = 0;
2728         ret = btrfs_search_slot(NULL, sctx->send_root, &key, path, 0, 0);
2729         if (ret > 0)
2730                 ret = -ENOENT;
2731         if (ret < 0)
2732                 goto out;
2733
2734         eb = path->nodes[0];
2735         slot = path->slots[0];
2736         ii = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_inode_item);
2737
2738         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UTIMES);
2739         if (ret < 0)
2740                 goto out;
2741
2742         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2743         if (ret < 0)
2744                 goto out;
2745         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2746         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_ATIME, eb, &ii->atime);
2747         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_MTIME, eb, &ii->mtime);
2748         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_CTIME, eb, &ii->ctime);
2749         if (sctx->proto >= 2)
2750                 TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_OTIME, eb, &ii->otime);
2751
2752         ret = send_cmd(sctx);
2753
2754 tlv_put_failure:
2755 out:
2756         fs_path_free(p);
2757         btrfs_free_path(path);
2758         return ret;
2759 }
2760
2761 /*
2762  * If the cache is full, we can't remove entries from it and do a call to
2763  * send_utimes() for each respective inode, because we might be finishing
2764  * processing an inode that is a directory and it just got renamed, and existing
2765  * entries in the cache may refer to inodes that have the directory in their
2766  * full path - in which case we would generate outdated paths (pre-rename)
2767  * for the inodes that the cache entries point to. Instead of prunning the
2768  * cache when inserting, do it after we finish processing each inode at
2769  * finish_inode_if_needed().
2770  */
2771 static int cache_dir_utimes(struct send_ctx *sctx, u64 dir, u64 gen)
2772 {
2773         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
2774         int ret;
2775
2776         entry = btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->dir_utimes_cache, dir, gen);
2777         if (entry != NULL)
2778                 return 0;
2779
2780         /* Caching is optional, don't fail if we can't allocate memory. */
2781         entry = kmalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
2782         if (!entry)
2783                 return send_utimes(sctx, dir, gen);
2784
2785         entry->key = dir;
2786         entry->gen = gen;
2787
2788         ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->dir_utimes_cache, entry, GFP_KERNEL);
2789         ASSERT(ret != -EEXIST);
2790         if (ret) {
2791                 kfree(entry);
2792                 return send_utimes(sctx, dir, gen);
2793         }
2794
2795         return 0;
2796 }
2797
2798 static int trim_dir_utimes_cache(struct send_ctx *sctx)
2799 {
2800         while (btrfs_lru_cache_size(&sctx->dir_utimes_cache) >
2801                SEND_MAX_DIR_UTIMES_CACHE_SIZE) {
2802                 struct btrfs_lru_cache_entry *lru;
2803                 int ret;
2804
2805                 lru = btrfs_lru_cache_lru_entry(&sctx->dir_utimes_cache);
2806                 ASSERT(lru != NULL);
2807
2808                 ret = send_utimes(sctx, lru->key, lru->gen);
2809                 if (ret)
2810                         return ret;
2811
2812                 btrfs_lru_cache_remove(&sctx->dir_utimes_cache, lru);
2813         }
2814
2815         return 0;
2816 }
2817
2818 /*
2819  * Sends a BTRFS_SEND_C_MKXXX or SYMLINK command to user space. We don't have
2820  * a valid path yet because we did not process the refs yet. So, the inode
2821  * is created as orphan.
2822  */
2823 static int send_create_inode(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
2824 {
2825         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2826         int ret = 0;
2827         struct fs_path *p;
2828         int cmd;
2829         struct btrfs_inode_info info;
2830         u64 gen;
2831         u64 mode;
2832         u64 rdev;
2833
2834         btrfs_debug(fs_info, "send_create_inode %llu", ino);
2835
2836         p = fs_path_alloc();
2837         if (!p)
2838                 return -ENOMEM;
2839
2840         if (ino != sctx->cur_ino) {
2841                 ret = get_inode_info(sctx->send_root, ino, &info);
2842                 if (ret < 0)
2843                         goto out;
2844                 gen = info.gen;
2845                 mode = info.mode;
2846                 rdev = info.rdev;
2847         } else {
2848                 gen = sctx->cur_inode_gen;
2849                 mode = sctx->cur_inode_mode;
2850                 rdev = sctx->cur_inode_rdev;
2851         }
2852
2853         if (S_ISREG(mode)) {
2854                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKFILE;
2855         } else if (S_ISDIR(mode)) {
2856                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKDIR;
2857         } else if (S_ISLNK(mode)) {
2858                 cmd = BTRFS_SEND_C_SYMLINK;
2859         } else if (S_ISCHR(mode) || S_ISBLK(mode)) {
2860                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKNOD;
2861         } else if (S_ISFIFO(mode)) {
2862                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKFIFO;
2863         } else if (S_ISSOCK(mode)) {
2864                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKSOCK;
2865         } else {
2866                 btrfs_warn(sctx->send_root->fs_info, "unexpected inode type %o",
2867                                 (int)(mode & S_IFMT));
2868                 ret = -EOPNOTSUPP;
2869                 goto out;
2870         }
2871
2872         ret = begin_cmd(sctx, cmd);
2873         if (ret < 0)
2874                 goto out;
2875
2876         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, p);
2877         if (ret < 0)
2878                 goto out;
2879
2880         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2881         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_INO, ino);
2882
2883         if (S_ISLNK(mode)) {
2884                 fs_path_reset(p);
2885                 ret = read_symlink(sctx->send_root, ino, p);
2886                 if (ret < 0)
2887                         goto out;
2888                 TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_LINK, p);
2889         } else if (S_ISCHR(mode) || S_ISBLK(mode) ||
2890                    S_ISFIFO(mode) || S_ISSOCK(mode)) {
2891                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_RDEV, new_encode_dev(rdev));
2892                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_MODE, mode);
2893         }
2894
2895         ret = send_cmd(sctx);
2896         if (ret < 0)
2897                 goto out;
2898
2899
2900 tlv_put_failure:
2901 out:
2902         fs_path_free(p);
2903         return ret;
2904 }
2905
2906 static void cache_dir_created(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
2907 {
2908         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
2909         int ret;
2910
2911         /* Caching is optional, ignore any failures. */
2912         entry = kmalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
2913         if (!entry)
2914                 return;
2915
2916         entry->key = dir;
2917         entry->gen = 0;
2918         ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->dir_created_cache, entry, GFP_KERNEL);
2919         if (ret < 0)
2920                 kfree(entry);
2921 }
2922
2923 /*
2924  * We need some special handling for inodes that get processed before the parent
2925  * directory got created. See process_recorded_refs for details.
2926  * This function does the check if we already created the dir out of order.
2927  */
2928 static int did_create_dir(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
2929 {
2930         int ret = 0;
2931         int iter_ret = 0;
2932         struct btrfs_path *path = NULL;
2933         struct btrfs_key key;
2934         struct btrfs_key found_key;
2935         struct btrfs_key di_key;
2936         struct btrfs_dir_item *di;
2937
2938         if (btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->dir_created_cache, dir, 0))
2939                 return 1;
2940
2941         path = alloc_path_for_send();
2942         if (!path)
2943                 return -ENOMEM;
2944
2945         key.objectid = dir;
2946         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
2947         key.offset = 0;
2948
2949         btrfs_for_each_slot(sctx->send_root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
2950                 struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
2951
2952                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
2953                     found_key.type != key.type) {
2954                         ret = 0;
2955                         break;
2956                 }
2957
2958                 di = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
2959                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(eb, di, &di_key);
2960
2961                 if (di_key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY &&
2962                     di_key.objectid < sctx->send_progress) {
2963                         ret = 1;
2964                         cache_dir_created(sctx, dir);
2965                         break;
2966                 }
2967         }
2968         /* Catch error found during iteration */
2969         if (iter_ret < 0)
2970                 ret = iter_ret;
2971
2972         btrfs_free_path(path);
2973         return ret;
2974 }
2975
2976 /*
2977  * Only creates the inode if it is:
2978  * 1. Not a directory
2979  * 2. Or a directory which was not created already due to out of order
2980  *    directories. See did_create_dir and process_recorded_refs for details.
2981  */
2982 static int send_create_inode_if_needed(struct send_ctx *sctx)
2983 {
2984         int ret;
2985
2986         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
2987                 ret = did_create_dir(sctx, sctx->cur_ino);
2988                 if (ret < 0)
2989                         return ret;
2990                 else if (ret > 0)
2991                         return 0;
2992         }
2993
2994         ret = send_create_inode(sctx, sctx->cur_ino);
2995
2996         if (ret == 0 && S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode))
2997                 cache_dir_created(sctx, sctx->cur_ino);
2998
2999         return ret;
3000 }
3001
3002 struct recorded_ref {
3003         struct list_head list;
3004         char *name;
3005         struct fs_path *full_path;
3006         u64 dir;
3007         u64 dir_gen;
3008         int name_len;
3009         struct rb_node node;
3010         struct rb_root *root;
3011 };
3012
3013 static struct recorded_ref *recorded_ref_alloc(void)
3014 {
3015         struct recorded_ref *ref;
3016
3017         ref = kzalloc(sizeof(*ref), GFP_KERNEL);
3018         if (!ref)
3019                 return NULL;
3020         RB_CLEAR_NODE(&ref->node);
3021         INIT_LIST_HEAD(&ref->list);
3022         return ref;
3023 }
3024
3025 static void recorded_ref_free(struct recorded_ref *ref)
3026 {
3027         if (!ref)
3028                 return;
3029         if (!RB_EMPTY_NODE(&ref->node))
3030                 rb_erase(&ref->node, ref->root);
3031         list_del(&ref->list);
3032         fs_path_free(ref->full_path);
3033         kfree(ref);
3034 }
3035
3036 static void set_ref_path(struct recorded_ref *ref, struct fs_path *path)
3037 {
3038         ref->full_path = path;
3039         ref->name = (char *)kbasename(ref->full_path->start);
3040         ref->name_len = ref->full_path->end - ref->name;
3041 }
3042
3043 static int dup_ref(struct recorded_ref *ref, struct list_head *list)
3044 {
3045         struct recorded_ref *new;
3046
3047         new = recorded_ref_alloc();
3048         if (!new)
3049                 return -ENOMEM;
3050
3051         new->dir = ref->dir;
3052         new->dir_gen = ref->dir_gen;
3053         list_add_tail(&new->list, list);
3054         return 0;
3055 }
3056
3057 static void __free_recorded_refs(struct list_head *head)
3058 {
3059         struct recorded_ref *cur;
3060
3061         while (!list_empty(head)) {
3062                 cur = list_entry(head->next, struct recorded_ref, list);
3063                 recorded_ref_free(cur);
3064         }
3065 }
3066
3067 static void free_recorded_refs(struct send_ctx *sctx)
3068 {
3069         __free_recorded_refs(&sctx->new_refs);
3070         __free_recorded_refs(&sctx->deleted_refs);
3071 }
3072
3073 /*
3074  * Renames/moves a file/dir to its orphan name. Used when the first
3075  * ref of an unprocessed inode gets overwritten and for all non empty
3076  * directories.
3077  */
3078 static int orphanize_inode(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
3079                           struct fs_path *path)
3080 {
3081         int ret;
3082         struct fs_path *orphan;
3083
3084         orphan = fs_path_alloc();
3085         if (!orphan)
3086                 return -ENOMEM;
3087
3088         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, orphan);
3089         if (ret < 0)
3090                 goto out;
3091
3092         ret = send_rename(sctx, path, orphan);
3093
3094 out:
3095         fs_path_free(orphan);
3096         return ret;
3097 }
3098
3099 static struct orphan_dir_info *add_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3100                                                    u64 dir_ino, u64 dir_gen)
3101 {
3102         struct rb_node **p = &sctx->orphan_dirs.rb_node;
3103         struct rb_node *parent = NULL;
3104         struct orphan_dir_info *entry, *odi;
3105
3106         while (*p) {
3107                 parent = *p;
3108                 entry = rb_entry(parent, struct orphan_dir_info, node);
3109                 if (dir_ino < entry->ino)
3110                         p = &(*p)->rb_left;
3111                 else if (dir_ino > entry->ino)
3112                         p = &(*p)->rb_right;
3113                 else if (dir_gen < entry->gen)
3114                         p = &(*p)->rb_left;
3115                 else if (dir_gen > entry->gen)
3116                         p = &(*p)->rb_right;
3117                 else
3118                         return entry;
3119         }
3120
3121         odi = kmalloc(sizeof(*odi), GFP_KERNEL);
3122         if (!odi)
3123                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3124         odi->ino = dir_ino;
3125         odi->gen = dir_gen;
3126         odi->last_dir_index_offset = 0;
3127         odi->dir_high_seq_ino = 0;
3128
3129         rb_link_node(&odi->node, parent, p);
3130         rb_insert_color(&odi->node, &sctx->orphan_dirs);
3131         return odi;
3132 }
3133
3134 static struct orphan_dir_info *get_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3135                                                    u64 dir_ino, u64 gen)
3136 {
3137         struct rb_node *n = sctx->orphan_dirs.rb_node;
3138         struct orphan_dir_info *entry;
3139
3140         while (n) {
3141                 entry = rb_entry(n, struct orphan_dir_info, node);
3142                 if (dir_ino < entry->ino)
3143                         n = n->rb_left;
3144                 else if (dir_ino > entry->ino)
3145                         n = n->rb_right;
3146                 else if (gen < entry->gen)
3147                         n = n->rb_left;
3148                 else if (gen > entry->gen)
3149                         n = n->rb_right;
3150                 else
3151                         return entry;
3152         }
3153         return NULL;
3154 }
3155
3156 static int is_waiting_for_rm(struct send_ctx *sctx, u64 dir_ino, u64 gen)
3157 {
3158         struct orphan_dir_info *odi = get_orphan_dir_info(sctx, dir_ino, gen);
3159
3160         return odi != NULL;
3161 }
3162
3163 static void free_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3164                                  struct orphan_dir_info *odi)
3165 {
3166         if (!odi)
3167                 return;
3168         rb_erase(&odi->node, &sctx->orphan_dirs);
3169         kfree(odi);
3170 }
3171
3172 /*
3173  * Returns 1 if a directory can be removed at this point in time.
3174  * We check this by iterating all dir items and checking if the inode behind
3175  * the dir item was already processed.
3176  */
3177 static int can_rmdir(struct send_ctx *sctx, u64 dir, u64 dir_gen)
3178 {
3179         int ret = 0;
3180         int iter_ret = 0;
3181         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
3182         struct btrfs_path *path;
3183         struct btrfs_key key;
3184         struct btrfs_key found_key;
3185         struct btrfs_key loc;
3186         struct btrfs_dir_item *di;
3187         struct orphan_dir_info *odi = NULL;
3188         u64 dir_high_seq_ino = 0;
3189         u64 last_dir_index_offset = 0;
3190
3191         /*
3192          * Don't try to rmdir the top/root subvolume dir.
3193          */
3194         if (dir == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
3195                 return 0;
3196
3197         odi = get_orphan_dir_info(sctx, dir, dir_gen);
3198         if (odi && sctx->cur_ino < odi->dir_high_seq_ino)
3199                 return 0;
3200
3201         path = alloc_path_for_send();
3202         if (!path)
3203                 return -ENOMEM;
3204
3205         if (!odi) {
3206                 /*
3207                  * Find the inode number associated with the last dir index
3208                  * entry. This is very likely the inode with the highest number
3209                  * of all inodes that have an entry in the directory. We can
3210                  * then use it to avoid future calls to can_rmdir(), when
3211                  * processing inodes with a lower number, from having to search
3212                  * the parent root b+tree for dir index keys.
3213                  */
3214                 key.objectid = dir;
3215                 key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
3216                 key.offset = (u64)-1;
3217
3218                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3219                 if (ret < 0) {
3220                         goto out;
3221                 } else if (ret > 0) {
3222                         /* Can't happen, the root is never empty. */
3223                         ASSERT(path->slots[0] > 0);
3224                         if (WARN_ON(path->slots[0] == 0)) {
3225                                 ret = -EUCLEAN;
3226                                 goto out;
3227                         }
3228                         path->slots[0]--;
3229                 }
3230
3231                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
3232                 if (key.objectid != dir || key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
3233                         /* No index keys, dir can be removed. */
3234                         ret = 1;
3235                         goto out;
3236                 }
3237
3238                 di = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
3239                                     struct btrfs_dir_item);
3240                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &loc);
3241                 dir_high_seq_ino = loc.objectid;
3242                 if (sctx->cur_ino < dir_high_seq_ino) {
3243                         ret = 0;
3244                         goto out;
3245                 }
3246
3247                 btrfs_release_path(path);
3248         }
3249
3250         key.objectid = dir;
3251         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
3252         key.offset = (odi ? odi->last_dir_index_offset : 0);
3253
3254         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
3255                 struct waiting_dir_move *dm;
3256
3257                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
3258                     found_key.type != key.type)
3259                         break;
3260
3261                 di = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
3262                                 struct btrfs_dir_item);
3263                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &loc);
3264
3265                 dir_high_seq_ino = max(dir_high_seq_ino, loc.objectid);
3266                 last_dir_index_offset = found_key.offset;
3267
3268                 dm = get_waiting_dir_move(sctx, loc.objectid);
3269                 if (dm) {
3270                         dm->rmdir_ino = dir;
3271                         dm->rmdir_gen = dir_gen;
3272                         ret = 0;
3273                         goto out;
3274                 }
3275
3276                 if (loc.objectid > sctx->cur_ino) {
3277                         ret = 0;
3278                         goto out;
3279                 }
3280         }
3281         if (iter_ret < 0) {
3282                 ret = iter_ret;
3283                 goto out;
3284         }
3285         free_orphan_dir_info(sctx, odi);
3286
3287         ret = 1;
3288
3289 out:
3290         btrfs_free_path(path);
3291
3292         if (ret)
3293                 return ret;
3294
3295         if (!odi) {
3296                 odi = add_orphan_dir_info(sctx, dir, dir_gen);
3297                 if (IS_ERR(odi))
3298                         return PTR_ERR(odi);
3299
3300                 odi->gen = dir_gen;
3301         }
3302
3303         odi->last_dir_index_offset = last_dir_index_offset;
3304         odi->dir_high_seq_ino = max(odi->dir_high_seq_ino, dir_high_seq_ino);
3305
3306         return 0;
3307 }
3308
3309 static int is_waiting_for_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
3310 {
3311         struct waiting_dir_move *entry = get_waiting_dir_move(sctx, ino);
3312
3313         return entry != NULL;
3314 }
3315
3316 static int add_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino, bool orphanized)
3317 {
3318         struct rb_node **p = &sctx->waiting_dir_moves.rb_node;
3319         struct rb_node *parent = NULL;
3320         struct waiting_dir_move *entry, *dm;
3321
3322         dm = kmalloc(sizeof(*dm), GFP_KERNEL);
3323         if (!dm)
3324                 return -ENOMEM;
3325         dm->ino = ino;
3326         dm->rmdir_ino = 0;
3327         dm->rmdir_gen = 0;
3328         dm->orphanized = orphanized;
3329
3330         while (*p) {
3331                 parent = *p;
3332                 entry = rb_entry(parent, struct waiting_dir_move, node);
3333                 if (ino < entry->ino) {
3334                         p = &(*p)->rb_left;
3335                 } else if (ino > entry->ino) {
3336                         p = &(*p)->rb_right;
3337                 } else {
3338                         kfree(dm);
3339                         return -EEXIST;
3340                 }
3341         }
3342
3343         rb_link_node(&dm->node, parent, p);
3344         rb_insert_color(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
3345         return 0;
3346 }
3347
3348 static struct waiting_dir_move *
3349 get_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
3350 {
3351         struct rb_node *n = sctx->waiting_dir_moves.rb_node;
3352         struct waiting_dir_move *entry;
3353
3354         while (n) {
3355                 entry = rb_entry(n, struct waiting_dir_move, node);
3356                 if (ino < entry->ino)
3357                         n = n->rb_left;
3358                 else if (ino > entry->ino)
3359                         n = n->rb_right;
3360                 else
3361                         return entry;
3362         }
3363         return NULL;
3364 }
3365
3366 static void free_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3367                                   struct waiting_dir_move *dm)
3368 {
3369         if (!dm)
3370                 return;
3371         rb_erase(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
3372         kfree(dm);
3373 }
3374
3375 static int add_pending_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3376                                 u64 ino,
3377                                 u64 ino_gen,
3378                                 u64 parent_ino,
3379                                 struct list_head *new_refs,
3380                                 struct list_head *deleted_refs,
3381                                 const bool is_orphan)
3382 {
3383         struct rb_node **p = &sctx->pending_dir_moves.rb_node;
3384         struct rb_node *parent = NULL;
3385         struct pending_dir_move *entry = NULL, *pm;
3386         struct recorded_ref *cur;
3387         int exists = 0;
3388         int ret;
3389
3390         pm = kmalloc(sizeof(*pm), GFP_KERNEL);
3391         if (!pm)
3392                 return -ENOMEM;
3393         pm->parent_ino = parent_ino;
3394         pm->ino = ino;
3395         pm->gen = ino_gen;
3396         INIT_LIST_HEAD(&pm->list);
3397         INIT_LIST_HEAD(&pm->update_refs);
3398         RB_CLEAR_NODE(&pm->node);
3399
3400         while (*p) {
3401                 parent = *p;
3402                 entry = rb_entry(parent, struct pending_dir_move, node);
3403                 if (parent_ino < entry->parent_ino) {
3404                         p = &(*p)->rb_left;
3405                 } else if (parent_ino > entry->parent_ino) {
3406                         p = &(*p)->rb_right;
3407                 } else {
3408                         exists = 1;
3409                         break;
3410                 }
3411         }
3412
3413         list_for_each_entry(cur, deleted_refs, list) {
3414                 ret = dup_ref(cur, &pm->update_refs);
3415                 if (ret < 0)
3416                         goto out;
3417         }
3418         list_for_each_entry(cur, new_refs, list) {
3419                 ret = dup_ref(cur, &pm->update_refs);
3420                 if (ret < 0)
3421                         goto out;
3422         }
3423
3424         ret = add_waiting_dir_move(sctx, pm->ino, is_orphan);
3425         if (ret)
3426                 goto out;
3427
3428         if (exists) {
3429                 list_add_tail(&pm->list, &entry->list);
3430         } else {
3431                 rb_link_node(&pm->node, parent, p);
3432                 rb_insert_color(&pm->node, &sctx->pending_dir_moves);
3433         }
3434         ret = 0;
3435 out:
3436         if (ret) {
3437                 __free_recorded_refs(&pm->update_refs);
3438                 kfree(pm);
3439         }
3440         return ret;
3441 }
3442
3443 static struct pending_dir_move *get_pending_dir_moves(struct send_ctx *sctx,
3444                                                       u64 parent_ino)
3445 {
3446         struct rb_node *n = sctx->pending_dir_moves.rb_node;
3447         struct pending_dir_move *entry;
3448
3449         while (n) {
3450                 entry = rb_entry(n, struct pending_dir_move, node);
3451                 if (parent_ino < entry->parent_ino)
3452                         n = n->rb_left;
3453                 else if (parent_ino > entry->parent_ino)
3454                         n = n->rb_right;
3455                 else
3456                         return entry;
3457         }
3458         return NULL;
3459 }
3460
3461 static int path_loop(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *name,
3462                      u64 ino, u64 gen, u64 *ancestor_ino)
3463 {
3464         int ret = 0;
3465         u64 parent_inode = 0;
3466         u64 parent_gen = 0;
3467         u64 start_ino = ino;
3468
3469         *ancestor_ino = 0;
3470         while (ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3471                 fs_path_reset(name);
3472
3473                 if (is_waiting_for_rm(sctx, ino, gen))
3474                         break;
3475                 if (is_waiting_for_move(sctx, ino)) {
3476                         if (*ancestor_ino == 0)
3477                                 *ancestor_ino = ino;
3478                         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
3479                                             &parent_inode, &parent_gen, name);
3480                 } else {
3481                         ret = __get_cur_name_and_parent(sctx, ino, gen,
3482                                                         &parent_inode,
3483                                                         &parent_gen, name);
3484                         if (ret > 0) {
3485                                 ret = 0;
3486                                 break;
3487                         }
3488                 }
3489                 if (ret < 0)
3490                         break;
3491                 if (parent_inode == start_ino) {
3492                         ret = 1;
3493                         if (*ancestor_ino == 0)
3494                                 *ancestor_ino = ino;
3495                         break;
3496                 }
3497                 ino = parent_inode;
3498                 gen = parent_gen;
3499         }
3500         return ret;
3501 }
3502
3503 static int apply_dir_move(struct send_ctx *sctx, struct pending_dir_move *pm)
3504 {
3505         struct fs_path *from_path = NULL;
3506         struct fs_path *to_path = NULL;
3507         struct fs_path *name = NULL;
3508         u64 orig_progress = sctx->send_progress;
3509         struct recorded_ref *cur;
3510         u64 parent_ino, parent_gen;
3511         struct waiting_dir_move *dm = NULL;
3512         u64 rmdir_ino = 0;
3513         u64 rmdir_gen;
3514         u64 ancestor;
3515         bool is_orphan;
3516         int ret;
3517
3518         name = fs_path_alloc();
3519         from_path = fs_path_alloc();
3520         if (!name || !from_path) {
3521                 ret = -ENOMEM;
3522                 goto out;
3523         }
3524
3525         dm = get_waiting_dir_move(sctx, pm->ino);
3526         ASSERT(dm);
3527         rmdir_ino = dm->rmdir_ino;
3528         rmdir_gen = dm->rmdir_gen;
3529         is_orphan = dm->orphanized;
3530         free_waiting_dir_move(sctx, dm);
3531
3532         if (is_orphan) {
3533                 ret = gen_unique_name(sctx, pm->ino,
3534                                       pm->gen, from_path);
3535         } else {
3536                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, pm->ino,
3537                                     &parent_ino, &parent_gen, name);
3538                 if (ret < 0)
3539                         goto out;
3540                 ret = get_cur_path(sctx, parent_ino, parent_gen,
3541                                    from_path);
3542                 if (ret < 0)
3543                         goto out;
3544                 ret = fs_path_add_path(from_path, name);
3545         }
3546         if (ret < 0)
3547                 goto out;
3548
3549         sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
3550         ret = path_loop(sctx, name, pm->ino, pm->gen, &ancestor);
3551         if (ret < 0)
3552                 goto out;
3553         if (ret) {
3554                 LIST_HEAD(deleted_refs);
3555                 ASSERT(ancestor > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID);
3556                 ret = add_pending_dir_move(sctx, pm->ino, pm->gen, ancestor,
3557                                            &pm->update_refs, &deleted_refs,
3558                                            is_orphan);
3559                 if (ret < 0)
3560                         goto out;
3561                 if (rmdir_ino) {
3562                         dm = get_waiting_dir_move(sctx, pm->ino);
3563                         ASSERT(dm);
3564                         dm->rmdir_ino = rmdir_ino;
3565                         dm->rmdir_gen = rmdir_gen;
3566                 }
3567                 goto out;
3568         }
3569         fs_path_reset(name);
3570         to_path = name;
3571         name = NULL;
3572         ret = get_cur_path(sctx, pm->ino, pm->gen, to_path);
3573         if (ret < 0)
3574                 goto out;
3575
3576         ret = send_rename(sctx, from_path, to_path);
3577         if (ret < 0)
3578                 goto out;
3579
3580         if (rmdir_ino) {
3581                 struct orphan_dir_info *odi;
3582                 u64 gen;
3583
3584                 odi = get_orphan_dir_info(sctx, rmdir_ino, rmdir_gen);
3585                 if (!odi) {
3586                         /* already deleted */
3587                         goto finish;
3588                 }
3589                 gen = odi->gen;
3590
3591                 ret = can_rmdir(sctx, rmdir_ino, gen);
3592                 if (ret < 0)
3593                         goto out;
3594                 if (!ret)
3595                         goto finish;
3596
3597                 name = fs_path_alloc();
3598                 if (!name) {
3599                         ret = -ENOMEM;
3600                         goto out;
3601                 }
3602                 ret = get_cur_path(sctx, rmdir_ino, gen, name);
3603                 if (ret < 0)
3604                         goto out;
3605                 ret = send_rmdir(sctx, name);
3606                 if (ret < 0)
3607                         goto out;
3608         }
3609
3610 finish:
3611         ret = cache_dir_utimes(sctx, pm->ino, pm->gen);
3612         if (ret < 0)
3613                 goto out;
3614
3615         /*
3616          * After rename/move, need to update the utimes of both new parent(s)
3617          * and old parent(s).
3618          */
3619         list_for_each_entry(cur, &pm->update_refs, list) {
3620                 /*
3621                  * The parent inode might have been deleted in the send snapshot
3622                  */
3623                 ret = get_inode_info(sctx->send_root, cur->dir, NULL);
3624                 if (ret == -ENOENT) {
3625                         ret = 0;
3626                         continue;
3627                 }
3628                 if (ret < 0)
3629                         goto out;
3630
3631                 ret = cache_dir_utimes(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
3632                 if (ret < 0)
3633                         goto out;
3634         }
3635
3636 out:
3637         fs_path_free(name);
3638         fs_path_free(from_path);
3639         fs_path_free(to_path);
3640         sctx->send_progress = orig_progress;
3641
3642         return ret;
3643 }
3644
3645 static void free_pending_move(struct send_ctx *sctx, struct pending_dir_move *m)
3646 {
3647         if (!list_empty(&m->list))
3648                 list_del(&m->list);
3649         if (!RB_EMPTY_NODE(&m->node))
3650                 rb_erase(&m->node, &sctx->pending_dir_moves);
3651         __free_recorded_refs(&m->update_refs);
3652         kfree(m);
3653 }
3654
3655 static void tail_append_pending_moves(struct send_ctx *sctx,
3656                                       struct pending_dir_move *moves,
3657                                       struct list_head *stack)
3658 {
3659         if (list_empty(&moves->list)) {
3660                 list_add_tail(&moves->list, stack);
3661         } else {
3662                 LIST_HEAD(list);
3663                 list_splice_init(&moves->list, &list);
3664                 list_add_tail(&moves->list, stack);
3665                 list_splice_tail(&list, stack);
3666         }
3667         if (!RB_EMPTY_NODE(&moves->node)) {
3668                 rb_erase(&moves->node, &sctx->pending_dir_moves);
3669                 RB_CLEAR_NODE(&moves->node);
3670         }
3671 }
3672
3673 static int apply_children_dir_moves(struct send_ctx *sctx)
3674 {
3675         struct pending_dir_move *pm;
3676         struct list_head stack;
3677         u64 parent_ino = sctx->cur_ino;
3678         int ret = 0;
3679
3680         pm = get_pending_dir_moves(sctx, parent_ino);
3681         if (!pm)
3682                 return 0;
3683
3684         INIT_LIST_HEAD(&stack);
3685         tail_append_pending_moves(sctx, pm, &stack);
3686
3687         while (!list_empty(&stack)) {
3688                 pm = list_first_entry(&stack, struct pending_dir_move, list);
3689                 parent_ino = pm->ino;
3690                 ret = apply_dir_move(sctx, pm);
3691                 free_pending_move(sctx, pm);
3692                 if (ret)
3693                         goto out;
3694                 pm = get_pending_dir_moves(sctx, parent_ino);
3695                 if (pm)
3696                         tail_append_pending_moves(sctx, pm, &stack);
3697         }
3698         return 0;
3699
3700 out:
3701         while (!list_empty(&stack)) {
3702                 pm = list_first_entry(&stack, struct pending_dir_move, list);
3703                 free_pending_move(sctx, pm);
3704         }
3705         return ret;
3706 }
3707
3708 /*
3709  * We might need to delay a directory rename even when no ancestor directory
3710  * (in the send root) with a higher inode number than ours (sctx->cur_ino) was
3711  * renamed. This happens when we rename a directory to the old name (the name
3712  * in the parent root) of some other unrelated directory that got its rename
3713  * delayed due to some ancestor with higher number that got renamed.
3714  *
3715  * Example:
3716  *
3717  * Parent snapshot:
3718  * .                                       (ino 256)
3719  * |---- a/                                (ino 257)
3720  * |     |---- file                        (ino 260)
3721  * |
3722  * |---- b/                                (ino 258)
3723  * |---- c/                                (ino 259)
3724  *
3725  * Send snapshot:
3726  * .                                       (ino 256)
3727  * |---- a/                                (ino 258)
3728  * |---- x/                                (ino 259)
3729  *       |---- y/                          (ino 257)
3730  *             |----- file                 (ino 260)
3731  *
3732  * Here we can not rename 258 from 'b' to 'a' without the rename of inode 257
3733  * from 'a' to 'x/y' happening first, which in turn depends on the rename of
3734  * inode 259 from 'c' to 'x'. So the order of rename commands the send stream
3735  * must issue is:
3736  *
3737  * 1 - rename 259 from 'c' to 'x'
3738  * 2 - rename 257 from 'a' to 'x/y'
3739  * 3 - rename 258 from 'b' to 'a'
3740  *
3741  * Returns 1 if the rename of sctx->cur_ino needs to be delayed, 0 if it can
3742  * be done right away and < 0 on error.
3743  */
3744 static int wait_for_dest_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3745                                   struct recorded_ref *parent_ref,
3746                                   const bool is_orphan)
3747 {
3748         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->parent_root->fs_info;
3749         struct btrfs_path *path;
3750         struct btrfs_key key;
3751         struct btrfs_key di_key;
3752         struct btrfs_dir_item *di;
3753         u64 left_gen;
3754         u64 right_gen;
3755         int ret = 0;
3756         struct waiting_dir_move *wdm;
3757
3758         if (RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves))
3759                 return 0;
3760
3761         path = alloc_path_for_send();
3762         if (!path)
3763                 return -ENOMEM;
3764
3765         key.objectid = parent_ref->dir;
3766         key.type = BTRFS_DIR_ITEM_KEY;
3767         key.offset = btrfs_name_hash(parent_ref->name, parent_ref->name_len);
3768
3769         ret = btrfs_search_slot(NULL, sctx->parent_root, &key, path, 0, 0);
3770         if (ret < 0) {
3771                 goto out;
3772         } else if (ret > 0) {
3773                 ret = 0;
3774                 goto out;
3775         }
3776
3777         di = btrfs_match_dir_item_name(fs_info, path, parent_ref->name,
3778                                        parent_ref->name_len);
3779         if (!di) {
3780                 ret = 0;
3781                 goto out;
3782         }
3783         /*
3784          * di_key.objectid has the number of the inode that has a dentry in the
3785          * parent directory with the same name that sctx->cur_ino is being
3786          * renamed to. We need to check if that inode is in the send root as
3787          * well and if it is currently marked as an inode with a pending rename,
3788          * if it is, we need to delay the rename of sctx->cur_ino as well, so
3789          * that it happens after that other inode is renamed.
3790          */
3791         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &di_key);
3792         if (di_key.type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
3793                 ret = 0;
3794                 goto out;
3795         }
3796
3797         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, di_key.objectid, &left_gen);
3798         if (ret < 0)
3799                 goto out;
3800         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, di_key.objectid, &right_gen);
3801         if (ret < 0) {
3802                 if (ret == -ENOENT)
3803                         ret = 0;
3804                 goto out;
3805         }
3806
3807         /* Different inode, no need to delay the rename of sctx->cur_ino */
3808         if (right_gen != left_gen) {
3809                 ret = 0;
3810                 goto out;
3811         }
3812
3813         wdm = get_waiting_dir_move(sctx, di_key.objectid);
3814         if (wdm && !wdm->orphanized) {
3815                 ret = add_pending_dir_move(sctx,
3816                                            sctx->cur_ino,
3817                                            sctx->cur_inode_gen,
3818                                            di_key.objectid,
3819                                            &sctx->new_refs,
3820                                            &sctx->deleted_refs,
3821                                            is_orphan);
3822                 if (!ret)
3823                         ret = 1;
3824         }
3825 out:
3826         btrfs_free_path(path);
3827         return ret;
3828 }
3829
3830 /*
3831  * Check if inode ino2, or any of its ancestors, is inode ino1.
3832  * Return 1 if true, 0 if false and < 0 on error.
3833  */
3834 static int check_ino_in_path(struct btrfs_root *root,
3835                              const u64 ino1,
3836                              const u64 ino1_gen,
3837                              const u64 ino2,
3838                              const u64 ino2_gen,
3839                              struct fs_path *fs_path)
3840 {
3841         u64 ino = ino2;
3842
3843         if (ino1 == ino2)
3844                 return ino1_gen == ino2_gen;
3845
3846         while (ino > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3847                 u64 parent;
3848                 u64 parent_gen;
3849                 int ret;
3850
3851                 fs_path_reset(fs_path);
3852                 ret = get_first_ref(root, ino, &parent, &parent_gen, fs_path);
3853                 if (ret < 0)
3854                         return ret;
3855                 if (parent == ino1)
3856                         return parent_gen == ino1_gen;
3857                 ino = parent;
3858         }
3859         return 0;
3860 }
3861
3862 /*
3863  * Check if inode ino1 is an ancestor of inode ino2 in the given root for any
3864  * possible path (in case ino2 is not a directory and has multiple hard links).
3865  * Return 1 if true, 0 if false and < 0 on error.
3866  */
3867 static int is_ancestor(struct btrfs_root *root,
3868                        const u64 ino1,
3869                        const u64 ino1_gen,
3870                        const u64 ino2,
3871                        struct fs_path *fs_path)
3872 {
3873         bool free_fs_path = false;
3874         int ret = 0;
3875         int iter_ret = 0;
3876         struct btrfs_path *path = NULL;
3877         struct btrfs_key key;
3878
3879         if (!fs_path) {
3880                 fs_path = fs_path_alloc();
3881                 if (!fs_path)
3882                         return -ENOMEM;
3883                 free_fs_path = true;
3884         }
3885
3886         path = alloc_path_for_send();
3887         if (!path) {
3888                 ret = -ENOMEM;
3889                 goto out;
3890         }
3891
3892         key.objectid = ino2;
3893         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
3894         key.offset = 0;
3895
3896         btrfs_for_each_slot(root, &key, &key, path, iter_ret) {
3897                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
3898                 int slot = path->slots[0];
3899                 u32 cur_offset = 0;
3900                 u32 item_size;
3901
3902                 if (key.objectid != ino2)
3903                         break;
3904                 if (key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
3905                     key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
3906                         break;
3907
3908                 item_size = btrfs_item_size(leaf, slot);
3909                 while (cur_offset < item_size) {
3910                         u64 parent;
3911                         u64 parent_gen;
3912
3913                         if (key.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3914                                 unsigned long ptr;
3915                                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3916
3917                                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot);
3918                                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)
3919                                         (ptr + cur_offset);
3920                                 parent = btrfs_inode_extref_parent(leaf,
3921                                                                    extref);
3922                                 cur_offset += sizeof(*extref);
3923                                 cur_offset += btrfs_inode_extref_name_len(leaf,
3924                                                                   extref);
3925                         } else {
3926                                 parent = key.offset;
3927                                 cur_offset = item_size;
3928                         }
3929
3930                         ret = get_inode_gen(root, parent, &parent_gen);
3931                         if (ret < 0)
3932                                 goto out;
3933                         ret = check_ino_in_path(root, ino1, ino1_gen,
3934                                                 parent, parent_gen, fs_path);
3935                         if (ret)
3936                                 goto out;
3937                 }
3938         }
3939         ret = 0;
3940         if (iter_ret < 0)
3941                 ret = iter_ret;
3942
3943 out:
3944         btrfs_free_path(path);
3945         if (free_fs_path)
3946                 fs_path_free(fs_path);
3947         return ret;
3948 }
3949
3950 static int wait_for_parent_move(struct send_ctx *sctx,
3951                                 struct recorded_ref *parent_ref,
3952                                 const bool is_orphan)
3953 {
3954         int ret = 0;
3955         u64 ino = parent_ref->dir;
3956         u64 ino_gen = parent_ref->dir_gen;
3957         u64 parent_ino_before, parent_ino_after;
3958         struct fs_path *path_before = NULL;
3959         struct fs_path *path_after = NULL;
3960         int len1, len2;
3961
3962         path_after = fs_path_alloc();
3963         path_before = fs_path_alloc();
3964         if (!path_after || !path_before) {
3965                 ret = -ENOMEM;
3966                 goto out;
3967         }
3968
3969         /*
3970          * Our current directory inode may not yet be renamed/moved because some
3971          * ancestor (immediate or not) has to be renamed/moved first. So find if
3972          * such ancestor exists and make sure our own rename/move happens after
3973          * that ancestor is processed to avoid path build infinite loops (done
3974          * at get_cur_path()).
3975          */
3976         while (ino > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3977                 u64 parent_ino_after_gen;
3978
3979                 if (is_waiting_for_move(sctx, ino)) {
3980                         /*
3981                          * If the current inode is an ancestor of ino in the
3982                          * parent root, we need to delay the rename of the
3983                          * current inode, otherwise don't delayed the rename
3984                          * because we can end up with a circular dependency
3985                          * of renames, resulting in some directories never
3986                          * getting the respective rename operations issued in
3987                          * the send stream or getting into infinite path build
3988                          * loops.
3989                          */
3990                         ret = is_ancestor(sctx->parent_root,
3991                                           sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
3992                                           ino, path_before);
3993                         if (ret)
3994                                 break;
3995                 }
3996
3997                 fs_path_reset(path_before);
3998                 fs_path_reset(path_after);
3999
4000                 ret = get_first_ref(sctx->send_root, ino, &parent_ino_after,
4001                                     &parent_ino_after_gen, path_after);
4002                 if (ret < 0)
4003                         goto out;
4004                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino, &parent_ino_before,
4005                                     NULL, path_before);
4006                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT) {
4007                         goto out;
4008                 } else if (ret == -ENOENT) {
4009                         ret = 0;
4010                         break;
4011                 }
4012
4013                 len1 = fs_path_len(path_before);
4014                 len2 = fs_path_len(path_after);
4015                 if (ino > sctx->cur_ino &&
4016                     (parent_ino_before != parent_ino_after || len1 != len2 ||
4017                      memcmp(path_before->start, path_after->start, len1))) {
4018                         u64 parent_ino_gen;
4019
4020                         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, ino, &parent_ino_gen);
4021                         if (ret < 0)
4022                                 goto out;
4023                         if (ino_gen == parent_ino_gen) {
4024                                 ret = 1;
4025                                 break;
4026                         }
4027                 }
4028                 ino = parent_ino_after;
4029                 ino_gen = parent_ino_after_gen;
4030         }
4031
4032 out:
4033         fs_path_free(path_before);
4034         fs_path_free(path_after);
4035
4036         if (ret == 1) {
4037                 ret = add_pending_dir_move(sctx,
4038                                            sctx->cur_ino,
4039                                            sctx->cur_inode_gen,
4040                                            ino,
4041                                            &sctx->new_refs,
4042                                            &sctx->deleted_refs,
4043                                            is_orphan);
4044                 if (!ret)
4045                         ret = 1;
4046         }
4047
4048         return ret;
4049 }
4050
4051 static int update_ref_path(struct send_ctx *sctx, struct recorded_ref *ref)
4052 {
4053         int ret;
4054         struct fs_path *new_path;
4055
4056         /*
4057          * Our reference's name member points to its full_path member string, so
4058          * we use here a new path.
4059          */
4060         new_path = fs_path_alloc();
4061         if (!new_path)
4062                 return -ENOMEM;
4063
4064         ret = get_cur_path(sctx, ref->dir, ref->dir_gen, new_path);
4065         if (ret < 0) {
4066                 fs_path_free(new_path);
4067                 return ret;
4068         }
4069         ret = fs_path_add(new_path, ref->name, ref->name_len);
4070         if (ret < 0) {
4071                 fs_path_free(new_path);
4072                 return ret;
4073         }
4074
4075         fs_path_free(ref->full_path);
4076         set_ref_path(ref, new_path);
4077
4078         return 0;
4079 }
4080
4081 /*
4082  * When processing the new references for an inode we may orphanize an existing
4083  * directory inode because its old name conflicts with one of the new references
4084  * of the current inode. Later, when processing another new reference of our
4085  * inode, we might need to orphanize another inode, but the path we have in the
4086  * reference reflects the pre-orphanization name of the directory we previously
4087  * orphanized. For example:
4088  *
4089  * parent snapshot looks like:
4090  *
4091  * .                                     (ino 256)
4092  * |----- f1                             (ino 257)
4093  * |----- f2                             (ino 258)
4094  * |----- d1/                            (ino 259)
4095  *        |----- d2/                     (ino 260)
4096  *
4097  * send snapshot looks like:
4098  *
4099  * .                                     (ino 256)
4100  * |----- d1                             (ino 258)
4101  * |----- f2/                            (ino 259)
4102  *        |----- f2_link/                (ino 260)
4103  *        |       |----- f1              (ino 257)
4104  *        |
4105  *        |----- d2                      (ino 258)
4106  *
4107  * When processing inode 257 we compute the name for inode 259 as "d1", and we
4108  * cache it in the name cache. Later when we start processing inode 258, when
4109  * collecting all its new references we set a full path of "d1/d2" for its new
4110  * reference with name "d2". When we start processing the new references we
4111  * start by processing the new reference with name "d1", and this results in
4112  * orphanizing inode 259, since its old reference causes a conflict. Then we
4113  * move on the next new reference, with name "d2", and we find out we must
4114  * orphanize inode 260, as its old reference conflicts with ours - but for the
4115  * orphanization we use a source path corresponding to the path we stored in the
4116  * new reference, which is "d1/d2" and not "o259-6-0/d2" - this makes the
4117  * receiver fail since the path component "d1/" no longer exists, it was renamed
4118  * to "o259-6-0/" when processing the previous new reference. So in this case we
4119  * must recompute the path in the new reference and use it for the new
4120  * orphanization operation.
4121  */
4122 static int refresh_ref_path(struct send_ctx *sctx, struct recorded_ref *ref)
4123 {
4124         char *name;
4125         int ret;
4126
4127         name = kmemdup(ref->name, ref->name_len, GFP_KERNEL);
4128         if (!name)
4129                 return -ENOMEM;
4130
4131         fs_path_reset(ref->full_path);
4132         ret = get_cur_path(sctx, ref->dir, ref->dir_gen, ref->full_path);
4133         if (ret < 0)
4134                 goto out;
4135
4136         ret = fs_path_add(ref->full_path, name, ref->name_len);
4137         if (ret < 0)
4138                 goto out;
4139
4140         /* Update the reference's base name pointer. */
4141         set_ref_path(ref, ref->full_path);
4142 out:
4143         kfree(name);
4144         return ret;
4145 }
4146
4147 /*
4148  * This does all the move/link/unlink/rmdir magic.
4149  */
4150 static int process_recorded_refs(struct send_ctx *sctx, int *pending_move)
4151 {
4152         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
4153         int ret = 0;
4154         struct recorded_ref *cur;
4155         struct recorded_ref *cur2;
4156         struct list_head check_dirs;
4157         struct fs_path *valid_path = NULL;
4158         u64 ow_inode = 0;
4159         u64 ow_gen;
4160         u64 ow_mode;
4161         int did_overwrite = 0;
4162         int is_orphan = 0;
4163         u64 last_dir_ino_rm = 0;
4164         bool can_rename = true;
4165         bool orphanized_dir = false;
4166         bool orphanized_ancestor = false;
4167
4168         btrfs_debug(fs_info, "process_recorded_refs %llu", sctx->cur_ino);
4169
4170         /*
4171          * This should never happen as the root dir always has the same ref
4172          * which is always '..'
4173          */
4174         BUG_ON(sctx->cur_ino <= BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID);
4175         INIT_LIST_HEAD(&check_dirs);
4176
4177         valid_path = fs_path_alloc();
4178         if (!valid_path) {
4179                 ret = -ENOMEM;
4180                 goto out;
4181         }
4182
4183         /*
4184          * First, check if the first ref of the current inode was overwritten
4185          * before. If yes, we know that the current inode was already orphanized
4186          * and thus use the orphan name. If not, we can use get_cur_path to
4187          * get the path of the first ref as it would like while receiving at
4188          * this point in time.
4189          * New inodes are always orphan at the beginning, so force to use the
4190          * orphan name in this case.
4191          * The first ref is stored in valid_path and will be updated if it
4192          * gets moved around.
4193          */
4194         if (!sctx->cur_inode_new) {
4195                 ret = did_overwrite_first_ref(sctx, sctx->cur_ino,
4196                                 sctx->cur_inode_gen);
4197                 if (ret < 0)
4198                         goto out;
4199                 if (ret)
4200                         did_overwrite = 1;
4201         }
4202         if (sctx->cur_inode_new || did_overwrite) {
4203                 ret = gen_unique_name(sctx, sctx->cur_ino,
4204                                 sctx->cur_inode_gen, valid_path);
4205                 if (ret < 0)
4206                         goto out;
4207                 is_orphan = 1;
4208         } else {
4209                 ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4210                                 valid_path);
4211                 if (ret < 0)
4212                         goto out;
4213         }
4214
4215         /*
4216          * Before doing any rename and link operations, do a first pass on the
4217          * new references to orphanize any unprocessed inodes that may have a
4218          * reference that conflicts with one of the new references of the current
4219          * inode. This needs to happen first because a new reference may conflict
4220          * with the old reference of a parent directory, so we must make sure
4221          * that the path used for link and rename commands don't use an
4222          * orphanized name when an ancestor was not yet orphanized.
4223          *
4224          * Example:
4225          *
4226          * Parent snapshot:
4227          *
4228          * .                                                      (ino 256)
4229          * |----- testdir/                                        (ino 259)
4230          * |          |----- a                                    (ino 257)
4231          * |
4232          * |----- b                                               (ino 258)
4233          *
4234          * Send snapshot:
4235          *
4236          * .                                                      (ino 256)
4237          * |----- testdir_2/                                      (ino 259)
4238          * |          |----- a                                    (ino 260)
4239          * |
4240          * |----- testdir                                         (ino 257)
4241          * |----- b                                               (ino 257)
4242          * |----- b2                                              (ino 258)
4243          *
4244          * Processing the new reference for inode 257 with name "b" may happen
4245          * before processing the new reference with name "testdir". If so, we
4246          * must make sure that by the time we send a link command to create the
4247          * hard link "b", inode 259 was already orphanized, since the generated
4248          * path in "valid_path" already contains the orphanized name for 259.
4249          * We are processing inode 257, so only later when processing 259 we do
4250          * the rename operation to change its temporary (orphanized) name to
4251          * "testdir_2".
4252          */
4253         list_for_each_entry(cur, &sctx->new_refs, list) {
4254                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen, NULL, NULL);
4255                 if (ret < 0)
4256                         goto out;
4257                 if (ret == inode_state_will_create)
4258                         continue;
4259
4260                 /*
4261                  * Check if this new ref would overwrite the first ref of another
4262                  * unprocessed inode. If yes, orphanize the overwritten inode.
4263                  * If we find an overwritten ref that is not the first ref,
4264                  * simply unlink it.
4265                  */
4266                 ret = will_overwrite_ref(sctx, cur->dir, cur->dir_gen,
4267                                 cur->name, cur->name_len,
4268                                 &ow_inode, &ow_gen, &ow_mode);
4269                 if (ret < 0)
4270                         goto out;
4271                 if (ret) {
4272                         ret = is_first_ref(sctx->parent_root,
4273                                            ow_inode, cur->dir, cur->name,
4274                                            cur->name_len);
4275                         if (ret < 0)
4276                                 goto out;
4277                         if (ret) {
4278                                 struct name_cache_entry *nce;
4279                                 struct waiting_dir_move *wdm;
4280
4281                                 if (orphanized_dir) {
4282                                         ret = refresh_ref_path(sctx, cur);
4283                                         if (ret < 0)
4284                                                 goto out;
4285                                 }
4286
4287                                 ret = orphanize_inode(sctx, ow_inode, ow_gen,
4288                                                 cur->full_path);
4289                                 if (ret < 0)
4290                                         goto out;
4291                                 if (S_ISDIR(ow_mode))
4292                                         orphanized_dir = true;
4293
4294                                 /*
4295                                  * If ow_inode has its rename operation delayed
4296                                  * make sure that its orphanized name is used in
4297                                  * the source path when performing its rename
4298                                  * operation.
4299                                  */
4300                                 wdm = get_waiting_dir_move(sctx, ow_inode);
4301                                 if (wdm)
4302                                         wdm->orphanized = true;
4303
4304                                 /*
4305                                  * Make sure we clear our orphanized inode's
4306                                  * name from the name cache. This is because the
4307                                  * inode ow_inode might be an ancestor of some
4308                                  * other inode that will be orphanized as well
4309                                  * later and has an inode number greater than
4310                                  * sctx->send_progress. We need to prevent
4311                                  * future name lookups from using the old name
4312                                  * and get instead the orphan name.
4313                                  */
4314                                 nce = name_cache_search(sctx, ow_inode, ow_gen);
4315                                 if (nce)
4316                                         btrfs_lru_cache_remove(&sctx->name_cache,
4317                                                                &nce->entry);
4318
4319                                 /*
4320                                  * ow_inode might currently be an ancestor of
4321                                  * cur_ino, therefore compute valid_path (the
4322                                  * current path of cur_ino) again because it
4323                                  * might contain the pre-orphanization name of
4324                                  * ow_inode, which is no longer valid.
4325                                  */
4326                                 ret = is_ancestor(sctx->parent_root,
4327                                                   ow_inode, ow_gen,
4328                                                   sctx->cur_ino, NULL);
4329                                 if (ret > 0) {
4330                                         orphanized_ancestor = true;
4331                                         fs_path_reset(valid_path);
4332                                         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino,
4333                                                            sctx->cur_inode_gen,
4334                                                            valid_path);
4335                                 }
4336                                 if (ret < 0)
4337                                         goto out;
4338                         } else {
4339                                 /*
4340                                  * If we previously orphanized a directory that
4341                                  * collided with a new reference that we already
4342                                  * processed, recompute the current path because
4343                                  * that directory may be part of the path.
4344                                  */
4345                                 if (orphanized_dir) {
4346                                         ret = refresh_ref_path(sctx, cur);
4347                                         if (ret < 0)
4348                                                 goto out;
4349                                 }
4350                                 ret = send_unlink(sctx, cur->full_path);
4351                                 if (ret < 0)
4352                                         goto out;
4353                         }
4354                 }
4355
4356         }
4357
4358         list_for_each_entry(cur, &sctx->new_refs, list) {
4359                 /*
4360                  * We may have refs where the parent directory does not exist
4361                  * yet. This happens if the parent directories inum is higher
4362                  * than the current inum. To handle this case, we create the
4363                  * parent directory out of order. But we need to check if this
4364                  * did already happen before due to other refs in the same dir.
4365                  */
4366                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen, NULL, NULL);
4367                 if (ret < 0)
4368                         goto out;
4369                 if (ret == inode_state_will_create) {
4370                         ret = 0;
4371                         /*
4372                          * First check if any of the current inodes refs did
4373                          * already create the dir.
4374                          */
4375                         list_for_each_entry(cur2, &sctx->new_refs, list) {
4376                                 if (cur == cur2)
4377                                         break;
4378                                 if (cur2->dir == cur->dir) {
4379                                         ret = 1;
4380                                         break;
4381                                 }
4382                         }
4383
4384                         /*
4385                          * If that did not happen, check if a previous inode
4386                          * did already create the dir.
4387                          */
4388                         if (!ret)
4389                                 ret = did_create_dir(sctx, cur->dir);
4390                         if (ret < 0)
4391                                 goto out;
4392                         if (!ret) {
4393                                 ret = send_create_inode(sctx, cur->dir);
4394                                 if (ret < 0)
4395                                         goto out;
4396                                 cache_dir_created(sctx, cur->dir);
4397                         }
4398                 }
4399
4400                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->parent_root) {
4401                         ret = wait_for_dest_dir_move(sctx, cur, is_orphan);
4402                         if (ret < 0)
4403                                 goto out;
4404                         if (ret == 1) {
4405                                 can_rename = false;
4406                                 *pending_move = 1;
4407                         }
4408                 }
4409
4410                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->parent_root &&
4411                     can_rename) {
4412                         ret = wait_for_parent_move(sctx, cur, is_orphan);
4413                         if (ret < 0)
4414                                 goto out;
4415                         if (ret == 1) {
4416                                 can_rename = false;
4417                                 *pending_move = 1;
4418                         }
4419                 }
4420
4421                 /*
4422                  * link/move the ref to the new place. If we have an orphan
4423                  * inode, move it and update valid_path. If not, link or move
4424                  * it depending on the inode mode.
4425                  */
4426                 if (is_orphan && can_rename) {
4427                         ret = send_rename(sctx, valid_path, cur->full_path);
4428                         if (ret < 0)
4429                                 goto out;
4430                         is_orphan = 0;
4431                         ret = fs_path_copy(valid_path, cur->full_path);
4432                         if (ret < 0)
4433                                 goto out;
4434                 } else if (can_rename) {
4435                         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
4436                                 /*
4437                                  * Dirs can't be linked, so move it. For moved
4438                                  * dirs, we always have one new and one deleted
4439                                  * ref. The deleted ref is ignored later.
4440                                  */
4441                                 ret = send_rename(sctx, valid_path,
4442                                                   cur->full_path);
4443                                 if (!ret)
4444                                         ret = fs_path_copy(valid_path,
4445                                                            cur->full_path);
4446                                 if (ret < 0)
4447                                         goto out;
4448                         } else {
4449                                 /*
4450                                  * We might have previously orphanized an inode
4451                                  * which is an ancestor of our current inode,
4452                                  * so our reference's full path, which was
4453                                  * computed before any such orphanizations, must
4454                                  * be updated.
4455                                  */
4456                                 if (orphanized_dir) {
4457                                         ret = update_ref_path(sctx, cur);
4458                                         if (ret < 0)
4459                                                 goto out;
4460                                 }
4461                                 ret = send_link(sctx, cur->full_path,
4462                                                 valid_path);
4463                                 if (ret < 0)
4464                                         goto out;
4465                         }
4466                 }
4467                 ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4468                 if (ret < 0)
4469                         goto out;
4470         }
4471
4472         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->cur_inode_deleted) {
4473                 /*
4474                  * Check if we can already rmdir the directory. If not,
4475                  * orphanize it. For every dir item inside that gets deleted
4476                  * later, we do this check again and rmdir it then if possible.
4477                  * See the use of check_dirs for more details.
4478                  */
4479                 ret = can_rmdir(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen);
4480                 if (ret < 0)
4481                         goto out;
4482                 if (ret) {
4483                         ret = send_rmdir(sctx, valid_path);
4484                         if (ret < 0)
4485                                 goto out;
4486                 } else if (!is_orphan) {
4487                         ret = orphanize_inode(sctx, sctx->cur_ino,
4488                                         sctx->cur_inode_gen, valid_path);
4489                         if (ret < 0)
4490                                 goto out;
4491                         is_orphan = 1;
4492                 }
4493
4494                 list_for_each_entry(cur, &sctx->deleted_refs, list) {
4495                         ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4496                         if (ret < 0)
4497                                 goto out;
4498                 }
4499         } else if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) &&
4500                    !list_empty(&sctx->deleted_refs)) {
4501                 /*
4502                  * We have a moved dir. Add the old parent to check_dirs
4503                  */
4504                 cur = list_entry(sctx->deleted_refs.next, struct recorded_ref,
4505                                 list);
4506                 ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4507                 if (ret < 0)
4508                         goto out;
4509         } else if (!S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
4510                 /*
4511                  * We have a non dir inode. Go through all deleted refs and
4512                  * unlink them if they were not already overwritten by other
4513                  * inodes.
4514                  */
4515                 list_for_each_entry(cur, &sctx->deleted_refs, list) {
4516                         ret = did_overwrite_ref(sctx, cur->dir, cur->dir_gen,
4517                                         sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4518                                         cur->name, cur->name_len);
4519                         if (ret < 0)
4520                                 goto out;
4521                         if (!ret) {
4522                                 /*
4523                                  * If we orphanized any ancestor before, we need
4524                                  * to recompute the full path for deleted names,
4525                                  * since any such path was computed before we
4526                                  * processed any references and orphanized any
4527                                  * ancestor inode.
4528                                  */
4529                                 if (orphanized_ancestor) {
4530                                         ret = update_ref_path(sctx, cur);
4531                                         if (ret < 0)
4532                                                 goto out;
4533                                 }
4534                                 ret = send_unlink(sctx, cur->full_path);
4535                                 if (ret < 0)
4536                                         goto out;
4537                         }
4538                         ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4539                         if (ret < 0)
4540                                 goto out;
4541                 }
4542                 /*
4543                  * If the inode is still orphan, unlink the orphan. This may
4544                  * happen when a previous inode did overwrite the first ref
4545                  * of this inode and no new refs were added for the current
4546                  * inode. Unlinking does not mean that the inode is deleted in
4547                  * all cases. There may still be links to this inode in other
4548                  * places.
4549                  */
4550                 if (is_orphan) {
4551                         ret = send_unlink(sctx, valid_path);
4552                         if (ret < 0)
4553                                 goto out;
4554                 }
4555         }
4556
4557         /*
4558          * We did collect all parent dirs where cur_inode was once located. We
4559          * now go through all these dirs and check if they are pending for
4560          * deletion and if it's finally possible to perform the rmdir now.
4561          * We also update the inode stats of the parent dirs here.
4562          */
4563         list_for_each_entry(cur, &check_dirs, list) {
4564                 /*
4565                  * In case we had refs into dirs that were not processed yet,
4566                  * we don't need to do the utime and rmdir logic for these dirs.
4567                  * The dir will be processed later.
4568                  */
4569                 if (cur->dir > sctx->cur_ino)
4570                         continue;
4571
4572                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen, NULL, NULL);
4573                 if (ret < 0)
4574                         goto out;
4575
4576                 if (ret == inode_state_did_create ||
4577                     ret == inode_state_no_change) {
4578                         ret = cache_dir_utimes(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
4579                         if (ret < 0)
4580                                 goto out;
4581                 } else if (ret == inode_state_did_delete &&
4582                            cur->dir != last_dir_ino_rm) {
4583                         ret = can_rmdir(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
4584                         if (ret < 0)
4585                                 goto out;
4586                         if (ret) {
4587                                 ret = get_cur_path(sctx, cur->dir,
4588                                                    cur->dir_gen, valid_path);
4589                                 if (ret < 0)
4590                                         goto out;
4591                                 ret = send_rmdir(sctx, valid_path);
4592                                 if (ret < 0)
4593                                         goto out;
4594                                 last_dir_ino_rm = cur->dir;
4595                         }
4596                 }
4597         }
4598
4599         ret = 0;
4600
4601 out:
4602         __free_recorded_refs(&check_dirs);
4603         free_recorded_refs(sctx);
4604         fs_path_free(valid_path);
4605         return ret;
4606 }
4607
4608 static int rbtree_ref_comp(const void *k, const struct rb_node *node)
4609 {
4610         const struct recorded_ref *data = k;
4611         const struct recorded_ref *ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4612         int result;
4613
4614         if (data->dir > ref->dir)
4615                 return 1;
4616         if (data->dir < ref->dir)
4617                 return -1;
4618         if (data->dir_gen > ref->dir_gen)
4619                 return 1;
4620         if (data->dir_gen < ref->dir_gen)
4621                 return -1;
4622         if (data->name_len > ref->name_len)
4623                 return 1;
4624         if (data->name_len < ref->name_len)
4625                 return -1;
4626         result = strcmp(data->name, ref->name);
4627         if (result > 0)
4628                 return 1;
4629         if (result < 0)
4630                 return -1;
4631         return 0;
4632 }
4633
4634 static bool rbtree_ref_less(struct rb_node *node, const struct rb_node *parent)
4635 {
4636         const struct recorded_ref *entry = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4637
4638         return rbtree_ref_comp(entry, parent) < 0;
4639 }
4640
4641 static int record_ref_in_tree(struct rb_root *root, struct list_head *refs,
4642                               struct fs_path *name, u64 dir, u64 dir_gen,
4643                               struct send_ctx *sctx)
4644 {
4645         int ret = 0;
4646         struct fs_path *path = NULL;
4647         struct recorded_ref *ref = NULL;
4648
4649         path = fs_path_alloc();
4650         if (!path) {
4651                 ret = -ENOMEM;
4652                 goto out;
4653         }
4654
4655         ref = recorded_ref_alloc();
4656         if (!ref) {
4657                 ret = -ENOMEM;
4658                 goto out;
4659         }
4660
4661         ret = get_cur_path(sctx, dir, dir_gen, path);
4662         if (ret < 0)
4663                 goto out;
4664         ret = fs_path_add_path(path, name);
4665         if (ret < 0)
4666                 goto out;
4667
4668         ref->dir = dir;
4669         ref->dir_gen = dir_gen;
4670         set_ref_path(ref, path);
4671         list_add_tail(&ref->list, refs);
4672         rb_add(&ref->node, root, rbtree_ref_less);
4673         ref->root = root;
4674 out:
4675         if (ret) {
4676                 if (path && (!ref || !ref->full_path))
4677                         fs_path_free(path);
4678                 recorded_ref_free(ref);
4679         }
4680         return ret;
4681 }
4682
4683 static int record_new_ref_if_needed(int num, u64 dir, int index,
4684                                     struct fs_path *name, void *ctx)
4685 {
4686         int ret = 0;
4687         struct send_ctx *sctx = ctx;
4688         struct rb_node *node = NULL;
4689         struct recorded_ref data;
4690         struct recorded_ref *ref;
4691         u64 dir_gen;
4692
4693         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, dir, &dir_gen);
4694         if (ret < 0)
4695                 goto out;
4696
4697         data.dir = dir;
4698         data.dir_gen = dir_gen;
4699         set_ref_path(&data, name);
4700         node = rb_find(&data, &sctx->rbtree_deleted_refs, rbtree_ref_comp);
4701         if (node) {
4702                 ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4703                 recorded_ref_free(ref);
4704         } else {
4705                 ret = record_ref_in_tree(&sctx->rbtree_new_refs,
4706                                          &sctx->new_refs, name, dir, dir_gen,
4707                                          sctx);
4708         }
4709 out:
4710         return ret;
4711 }
4712
4713 static int record_deleted_ref_if_needed(int num, u64 dir, int index,
4714                                         struct fs_path *name, void *ctx)
4715 {
4716         int ret = 0;
4717         struct send_ctx *sctx = ctx;
4718         struct rb_node *node = NULL;
4719         struct recorded_ref data;
4720         struct recorded_ref *ref;
4721         u64 dir_gen;
4722
4723         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, dir, &dir_gen);
4724         if (ret < 0)
4725                 goto out;
4726
4727         data.dir = dir;
4728         data.dir_gen = dir_gen;
4729         set_ref_path(&data, name);
4730         node = rb_find(&data, &sctx->rbtree_new_refs, rbtree_ref_comp);
4731         if (node) {
4732                 ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4733                 recorded_ref_free(ref);
4734         } else {
4735                 ret = record_ref_in_tree(&sctx->rbtree_deleted_refs,
4736                                          &sctx->deleted_refs, name, dir,
4737                                          dir_gen, sctx);
4738         }
4739 out:
4740         return ret;
4741 }
4742
4743 static int record_new_ref(struct send_ctx *sctx)
4744 {
4745         int ret;
4746
4747         ret = iterate_inode_ref(sctx->send_root, sctx->left_path,
4748                                 sctx->cmp_key, 0, record_new_ref_if_needed, sctx);
4749         if (ret < 0)
4750                 goto out;
4751         ret = 0;
4752
4753 out:
4754         return ret;
4755 }
4756
4757 static int record_deleted_ref(struct send_ctx *sctx)
4758 {
4759         int ret;
4760
4761         ret = iterate_inode_ref(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4762                                 sctx->cmp_key, 0, record_deleted_ref_if_needed,
4763                                 sctx);
4764         if (ret < 0)
4765                 goto out;
4766         ret = 0;
4767
4768 out:
4769         return ret;
4770 }
4771
4772 static int record_changed_ref(struct send_ctx *sctx)
4773 {
4774         int ret = 0;
4775
4776         ret = iterate_inode_ref(sctx->send_root, sctx->left_path,
4777                         sctx->cmp_key, 0, record_new_ref_if_needed, sctx);
4778         if (ret < 0)
4779                 goto out;
4780         ret = iterate_inode_ref(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4781                         sctx->cmp_key, 0, record_deleted_ref_if_needed, sctx);
4782         if (ret < 0)
4783                 goto out;
4784         ret = 0;
4785
4786 out:
4787         return ret;
4788 }
4789
4790 /*
4791  * Record and process all refs at once. Needed when an inode changes the
4792  * generation number, which means that it was deleted and recreated.
4793  */
4794 static int process_all_refs(struct send_ctx *sctx,
4795                             enum btrfs_compare_tree_result cmd)
4796 {
4797         int ret = 0;
4798         int iter_ret = 0;
4799         struct btrfs_root *root;
4800         struct btrfs_path *path;
4801         struct btrfs_key key;
4802         struct btrfs_key found_key;
4803         iterate_inode_ref_t cb;
4804         int pending_move = 0;
4805
4806         path = alloc_path_for_send();
4807         if (!path)
4808                 return -ENOMEM;
4809
4810         if (cmd == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW) {
4811                 root = sctx->send_root;
4812                 cb = record_new_ref_if_needed;
4813         } else if (cmd == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED) {
4814                 root = sctx->parent_root;
4815                 cb = record_deleted_ref_if_needed;
4816         } else {
4817                 btrfs_err(sctx->send_root->fs_info,
4818                                 "Wrong command %d in process_all_refs", cmd);
4819                 ret = -EINVAL;
4820                 goto out;
4821         }
4822
4823         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
4824         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
4825         key.offset = 0;
4826         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
4827                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
4828                     (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
4829                      found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY))
4830                         break;
4831
4832                 ret = iterate_inode_ref(root, path, &found_key, 0, cb, sctx);
4833                 if (ret < 0)
4834                         goto out;
4835         }
4836         /* Catch error found during iteration */
4837         if (iter_ret < 0) {
4838                 ret = iter_ret;
4839                 goto out;
4840         }
4841         btrfs_release_path(path);
4842
4843         /*
4844          * We don't actually care about pending_move as we are simply
4845          * re-creating this inode and will be rename'ing it into place once we
4846          * rename the parent directory.
4847          */
4848         ret = process_recorded_refs(sctx, &pending_move);
4849 out:
4850         btrfs_free_path(path);
4851         return ret;
4852 }
4853
4854 static int send_set_xattr(struct send_ctx *sctx,
4855                           struct fs_path *path,
4856                           const char *name, int name_len,
4857                           const char *data, int data_len)
4858 {
4859         int ret = 0;
4860
4861         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SET_XATTR);
4862         if (ret < 0)
4863                 goto out;
4864
4865         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
4866         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_NAME, name, name_len);
4867         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_DATA, data, data_len);
4868
4869         ret = send_cmd(sctx);
4870
4871 tlv_put_failure:
4872 out:
4873         return ret;
4874 }
4875
4876 static int send_remove_xattr(struct send_ctx *sctx,
4877                           struct fs_path *path,
4878                           const char *name, int name_len)
4879 {
4880         int ret = 0;
4881
4882         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_REMOVE_XATTR);
4883         if (ret < 0)
4884                 goto out;
4885
4886         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
4887         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_NAME, name, name_len);
4888
4889         ret = send_cmd(sctx);
4890
4891 tlv_put_failure:
4892 out:
4893         return ret;
4894 }
4895
4896 static int __process_new_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
4897                                const char *name, int name_len, const char *data,
4898                                int data_len, void *ctx)
4899 {
4900         int ret;
4901         struct send_ctx *sctx = ctx;
4902         struct fs_path *p;
4903         struct posix_acl_xattr_header dummy_acl;
4904
4905         /* Capabilities are emitted by finish_inode_if_needed */
4906         if (!strncmp(name, XATTR_NAME_CAPS, name_len))
4907                 return 0;
4908
4909         p = fs_path_alloc();
4910         if (!p)
4911                 return -ENOMEM;
4912
4913         /*
4914          * This hack is needed because empty acls are stored as zero byte
4915          * data in xattrs. Problem with that is, that receiving these zero byte
4916          * acls will fail later. To fix this, we send a dummy acl list that
4917          * only contains the version number and no entries.
4918          */
4919         if (!strncmp(name, XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS, name_len) ||
4920             !strncmp(name, XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT, name_len)) {
4921                 if (data_len == 0) {
4922                         dummy_acl.a_version =
4923                                         cpu_to_le32(POSIX_ACL_XATTR_VERSION);
4924                         data = (char *)&dummy_acl;
4925                         data_len = sizeof(dummy_acl);
4926                 }
4927         }
4928
4929         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
4930         if (ret < 0)
4931                 goto out;
4932
4933         ret = send_set_xattr(sctx, p, name, name_len, data, data_len);
4934
4935 out:
4936         fs_path_free(p);
4937         return ret;
4938 }
4939
4940 static int __process_deleted_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
4941                                    const char *name, int name_len,
4942                                    const char *data, int data_len, void *ctx)
4943 {
4944         int ret;
4945         struct send_ctx *sctx = ctx;
4946         struct fs_path *p;
4947
4948         p = fs_path_alloc();
4949         if (!p)
4950                 return -ENOMEM;
4951
4952         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
4953         if (ret < 0)
4954                 goto out;
4955
4956         ret = send_remove_xattr(sctx, p, name, name_len);
4957
4958 out:
4959         fs_path_free(p);
4960         return ret;
4961 }
4962
4963 static int process_new_xattr(struct send_ctx *sctx)
4964 {
4965         int ret = 0;
4966
4967         ret = iterate_dir_item(sctx->send_root, sctx->left_path,
4968                                __process_new_xattr, sctx);
4969
4970         return ret;
4971 }
4972
4973 static int process_deleted_xattr(struct send_ctx *sctx)
4974 {
4975         return iterate_dir_item(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4976                                 __process_deleted_xattr, sctx);
4977 }
4978
4979 struct find_xattr_ctx {
4980         const char *name;
4981         int name_len;
4982         int found_idx;
4983         char *found_data;
4984         int found_data_len;
4985 };
4986
4987 static int __find_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key, const char *name,
4988                         int name_len, const char *data, int data_len, void *vctx)
4989 {
4990         struct find_xattr_ctx *ctx = vctx;
4991
4992         if (name_len == ctx->name_len &&
4993             strncmp(name, ctx->name, name_len) == 0) {
4994                 ctx->found_idx = num;
4995                 ctx->found_data_len = data_len;
4996                 ctx->found_data = kmemdup(data, data_len, GFP_KERNEL);
4997                 if (!ctx->found_data)
4998                         return -ENOMEM;
4999                 return 1;
5000         }
5001         return 0;
5002 }
5003
5004 static int find_xattr(struct btrfs_root *root,
5005                       struct btrfs_path *path,
5006                       struct btrfs_key *key,
5007                       const char *name, int name_len,
5008                       char **data, int *data_len)
5009 {
5010         int ret;
5011         struct find_xattr_ctx ctx;
5012
5013         ctx.name = name;
5014         ctx.name_len = name_len;
5015         ctx.found_idx = -1;
5016         ctx.found_data = NULL;
5017         ctx.found_data_len = 0;
5018
5019         ret = iterate_dir_item(root, path, __find_xattr, &ctx);
5020         if (ret < 0)
5021                 return ret;
5022
5023         if (ctx.found_idx == -1)
5024                 return -ENOENT;
5025         if (data) {
5026                 *data = ctx.found_data;
5027                 *data_len = ctx.found_data_len;
5028         } else {
5029                 kfree(ctx.found_data);
5030         }
5031         return ctx.found_idx;
5032 }
5033
5034
5035 static int __process_changed_new_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
5036                                        const char *name, int name_len,
5037                                        const char *data, int data_len,
5038                                        void *ctx)
5039 {
5040         int ret;
5041         struct send_ctx *sctx = ctx;
5042         char *found_data = NULL;
5043         int found_data_len  = 0;
5044
5045         ret = find_xattr(sctx->parent_root, sctx->right_path,
5046                          sctx->cmp_key, name, name_len, &found_data,
5047                          &found_data_len);
5048         if (ret == -ENOENT) {
5049                 ret = __process_new_xattr(num, di_key, name, name_len, data,
5050                                           data_len, ctx);
5051         } else if (ret >= 0) {
5052                 if (data_len != found_data_len ||
5053                     memcmp(data, found_data, data_len)) {
5054                         ret = __process_new_xattr(num, di_key, name, name_len,
5055                                                   data, data_len, ctx);
5056                 } else {
5057                         ret = 0;
5058                 }
5059         }
5060
5061         kfree(found_data);
5062         return ret;
5063 }
5064
5065 static int __process_changed_deleted_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
5066                                            const char *name, int name_len,
5067                                            const char *data, int data_len,
5068                                            void *ctx)
5069 {
5070         int ret;
5071         struct send_ctx *sctx = ctx;
5072
5073         ret = find_xattr(sctx->send_root, sctx->left_path, sctx->cmp_key,
5074                          name, name_len, NULL, NULL);
5075         if (ret == -ENOENT)
5076                 ret = __process_deleted_xattr(num, di_key, name, name_len, data,
5077                                               data_len, ctx);
5078         else if (ret >= 0)
5079                 ret = 0;
5080
5081         return ret;
5082 }
5083
5084 static int process_changed_xattr(struct send_ctx *sctx)
5085 {
5086         int ret = 0;
5087
5088         ret = iterate_dir_item(sctx->send_root, sctx->left_path,
5089                         __process_changed_new_xattr, sctx);
5090         if (ret < 0)
5091                 goto out;
5092         ret = iterate_dir_item(sctx->parent_root, sctx->right_path,
5093                         __process_changed_deleted_xattr, sctx);
5094
5095 out:
5096         return ret;
5097 }
5098
5099 static int process_all_new_xattrs(struct send_ctx *sctx)
5100 {
5101         int ret = 0;
5102         int iter_ret = 0;
5103         struct btrfs_root *root;
5104         struct btrfs_path *path;
5105         struct btrfs_key key;
5106         struct btrfs_key found_key;
5107
5108         path = alloc_path_for_send();
5109         if (!path)
5110                 return -ENOMEM;
5111
5112         root = sctx->send_root;
5113
5114         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
5115         key.type = BTRFS_XATTR_ITEM_KEY;
5116         key.offset = 0;
5117         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
5118                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
5119                     found_key.type != key.type) {
5120                         ret = 0;
5121                         break;
5122                 }
5123
5124                 ret = iterate_dir_item(root, path, __process_new_xattr, sctx);
5125                 if (ret < 0)
5126                         break;
5127         }
5128         /* Catch error found during iteration */
5129         if (iter_ret < 0)
5130                 ret = iter_ret;
5131
5132         btrfs_free_path(path);
5133         return ret;
5134 }
5135
5136 static int send_verity(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path,
5137                        struct fsverity_descriptor *desc)
5138 {
5139         int ret;
5140
5141         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENABLE_VERITY);
5142         if (ret < 0)
5143                 goto out;
5144
5145         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
5146         TLV_PUT_U8(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_ALGORITHM,
5147                         le8_to_cpu(desc->hash_algorithm));
5148         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_BLOCK_SIZE,
5149                         1U << le8_to_cpu(desc->log_blocksize));
5150         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_SALT_DATA, desc->salt,
5151                         le8_to_cpu(desc->salt_size));
5152         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_SIG_DATA, desc->signature,
5153                         le32_to_cpu(desc->sig_size));
5154
5155         ret = send_cmd(sctx);
5156
5157 tlv_put_failure:
5158 out:
5159         return ret;
5160 }
5161
5162 static int process_verity(struct send_ctx *sctx)
5163 {
5164         int ret = 0;
5165         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
5166         struct inode *inode;
5167         struct fs_path *p;
5168
5169         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, sctx->send_root);
5170         if (IS_ERR(inode))
5171                 return PTR_ERR(inode);
5172
5173         ret = btrfs_get_verity_descriptor(inode, NULL, 0);
5174         if (ret < 0)
5175                 goto iput;
5176
5177         if (ret > FS_VERITY_MAX_DESCRIPTOR_SIZE) {
5178                 ret = -EMSGSIZE;
5179                 goto iput;
5180         }
5181         if (!sctx->verity_descriptor) {
5182                 sctx->verity_descriptor = kvmalloc(FS_VERITY_MAX_DESCRIPTOR_SIZE,
5183                                                    GFP_KERNEL);
5184                 if (!sctx->verity_descriptor) {
5185                         ret = -ENOMEM;
5186                         goto iput;
5187                 }
5188         }
5189
5190         ret = btrfs_get_verity_descriptor(inode, sctx->verity_descriptor, ret);
5191         if (ret < 0)
5192                 goto iput;
5193
5194         p = fs_path_alloc();
5195         if (!p) {
5196                 ret = -ENOMEM;
5197                 goto iput;
5198         }
5199         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5200         if (ret < 0)
5201                 goto free_path;
5202
5203         ret = send_verity(sctx, p, sctx->verity_descriptor);
5204         if (ret < 0)
5205                 goto free_path;
5206
5207 free_path:
5208         fs_path_free(p);
5209 iput:
5210         iput(inode);
5211         return ret;
5212 }
5213
5214 static inline u64 max_send_read_size(const struct send_ctx *sctx)
5215 {
5216         return sctx->send_max_size - SZ_16K;
5217 }
5218
5219 static int put_data_header(struct send_ctx *sctx, u32 len)
5220 {
5221         if (WARN_ON_ONCE(sctx->put_data))
5222                 return -EINVAL;
5223         sctx->put_data = true;
5224         if (sctx->proto >= 2) {
5225                 /*
5226                  * Since v2, the data attribute header doesn't include a length,
5227                  * it is implicitly to the end of the command.
5228                  */
5229                 if (sctx->send_max_size - sctx->send_size < sizeof(__le16) + len)
5230                         return -EOVERFLOW;
5231                 put_unaligned_le16(BTRFS_SEND_A_DATA, sctx->send_buf + sctx->send_size);
5232                 sctx->send_size += sizeof(__le16);
5233         } else {
5234                 struct btrfs_tlv_header *hdr;
5235
5236                 if (sctx->send_max_size - sctx->send_size < sizeof(*hdr) + len)
5237                         return -EOVERFLOW;
5238                 hdr = (struct btrfs_tlv_header *)(sctx->send_buf + sctx->send_size);
5239                 put_unaligned_le16(BTRFS_SEND_A_DATA, &hdr->tlv_type);
5240                 put_unaligned_le16(len, &hdr->tlv_len);
5241                 sctx->send_size += sizeof(*hdr);
5242         }
5243         return 0;
5244 }
5245
5246 static int put_file_data(struct send_ctx *sctx, u64 offset, u32 len)
5247 {
5248         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5249         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5250         struct page *page;
5251         pgoff_t index = offset >> PAGE_SHIFT;
5252         pgoff_t last_index;
5253         unsigned pg_offset = offset_in_page(offset);
5254         int ret;
5255
5256         ret = put_data_header(sctx, len);
5257         if (ret)
5258                 return ret;
5259
5260         last_index = (offset + len - 1) >> PAGE_SHIFT;
5261
5262         while (index <= last_index) {
5263                 unsigned cur_len = min_t(unsigned, len,
5264                                          PAGE_SIZE - pg_offset);
5265
5266                 page = find_lock_page(sctx->cur_inode->i_mapping, index);
5267                 if (!page) {
5268                         page_cache_sync_readahead(sctx->cur_inode->i_mapping,
5269                                                   &sctx->ra, NULL, index,
5270                                                   last_index + 1 - index);
5271
5272                         page = find_or_create_page(sctx->cur_inode->i_mapping,
5273                                                    index, GFP_KERNEL);
5274                         if (!page) {
5275                                 ret = -ENOMEM;
5276                                 break;
5277                         }
5278                 }
5279
5280                 if (PageReadahead(page))
5281                         page_cache_async_readahead(sctx->cur_inode->i_mapping,
5282                                                    &sctx->ra, NULL, page_folio(page),
5283                                                    index, last_index + 1 - index);
5284
5285                 if (!PageUptodate(page)) {
5286                         btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
5287                         lock_page(page);
5288                         if (!PageUptodate(page)) {
5289                                 unlock_page(page);
5290                                 btrfs_err(fs_info,
5291                         "send: IO error at offset %llu for inode %llu root %llu",
5292                                         page_offset(page), sctx->cur_ino,
5293                                         sctx->send_root->root_key.objectid);
5294                                 put_page(page);
5295                                 ret = -EIO;
5296                                 break;
5297                         }
5298                 }
5299
5300                 memcpy_from_page(sctx->send_buf + sctx->send_size, page,
5301                                  pg_offset, cur_len);
5302                 unlock_page(page);
5303                 put_page(page);
5304                 index++;
5305                 pg_offset = 0;
5306                 len -= cur_len;
5307                 sctx->send_size += cur_len;
5308         }
5309
5310         return ret;
5311 }
5312
5313 /*
5314  * Read some bytes from the current inode/file and send a write command to
5315  * user space.
5316  */
5317 static int send_write(struct send_ctx *sctx, u64 offset, u32 len)
5318 {
5319         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
5320         int ret = 0;
5321         struct fs_path *p;
5322
5323         p = fs_path_alloc();
5324         if (!p)
5325                 return -ENOMEM;
5326
5327         btrfs_debug(fs_info, "send_write offset=%llu, len=%d", offset, len);
5328
5329         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_WRITE);
5330         if (ret < 0)
5331                 goto out;
5332
5333         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5334         if (ret < 0)
5335                 goto out;
5336
5337         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5338         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5339         ret = put_file_data(sctx, offset, len);
5340         if (ret < 0)
5341                 goto out;
5342
5343         ret = send_cmd(sctx);
5344
5345 tlv_put_failure:
5346 out:
5347         fs_path_free(p);
5348         return ret;
5349 }
5350
5351 /*
5352  * Send a clone command to user space.
5353  */
5354 static int send_clone(struct send_ctx *sctx,
5355                       u64 offset, u32 len,
5356                       struct clone_root *clone_root)
5357 {
5358         int ret = 0;
5359         struct fs_path *p;
5360         u64 gen;
5361
5362         btrfs_debug(sctx->send_root->fs_info,
5363                     "send_clone offset=%llu, len=%d, clone_root=%llu, clone_inode=%llu, clone_offset=%llu",
5364                     offset, len, clone_root->root->root_key.objectid,
5365                     clone_root->ino, clone_root->offset);
5366
5367         p = fs_path_alloc();
5368         if (!p)
5369                 return -ENOMEM;
5370
5371         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CLONE);
5372         if (ret < 0)
5373                 goto out;
5374
5375         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5376         if (ret < 0)
5377                 goto out;
5378
5379         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5380         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_LEN, len);
5381         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5382
5383         if (clone_root->root == sctx->send_root) {
5384                 ret = get_inode_gen(sctx->send_root, clone_root->ino, &gen);
5385                 if (ret < 0)
5386                         goto out;
5387                 ret = get_cur_path(sctx, clone_root->ino, gen, p);
5388         } else {
5389                 ret = get_inode_path(clone_root->root, clone_root->ino, p);
5390         }
5391         if (ret < 0)
5392                 goto out;
5393
5394         /*
5395          * If the parent we're using has a received_uuid set then use that as
5396          * our clone source as that is what we will look for when doing a
5397          * receive.
5398          *
5399          * This covers the case that we create a snapshot off of a received
5400          * subvolume and then use that as the parent and try to receive on a
5401          * different host.
5402          */
5403         if (!btrfs_is_empty_uuid(clone_root->root->root_item.received_uuid))
5404                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
5405                              clone_root->root->root_item.received_uuid);
5406         else
5407                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
5408                              clone_root->root->root_item.uuid);
5409         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_CTRANSID,
5410                     btrfs_root_ctransid(&clone_root->root->root_item));
5411         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_PATH, p);
5412         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_OFFSET,
5413                         clone_root->offset);
5414
5415         ret = send_cmd(sctx);
5416
5417 tlv_put_failure:
5418 out:
5419         fs_path_free(p);
5420         return ret;
5421 }
5422
5423 /*
5424  * Send an update extent command to user space.
5425  */
5426 static int send_update_extent(struct send_ctx *sctx,
5427                               u64 offset, u32 len)
5428 {
5429         int ret = 0;
5430         struct fs_path *p;
5431
5432         p = fs_path_alloc();
5433         if (!p)
5434                 return -ENOMEM;
5435
5436         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UPDATE_EXTENT);
5437         if (ret < 0)
5438                 goto out;
5439
5440         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5441         if (ret < 0)
5442                 goto out;
5443
5444         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5445         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5446         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_SIZE, len);
5447
5448         ret = send_cmd(sctx);
5449
5450 tlv_put_failure:
5451 out:
5452         fs_path_free(p);
5453         return ret;
5454 }
5455
5456 static int send_hole(struct send_ctx *sctx, u64 end)
5457 {
5458         struct fs_path *p = NULL;
5459         u64 read_size = max_send_read_size(sctx);
5460         u64 offset = sctx->cur_inode_last_extent;
5461         int ret = 0;
5462
5463         /*
5464          * A hole that starts at EOF or beyond it. Since we do not yet support
5465          * fallocate (for extent preallocation and hole punching), sending a
5466          * write of zeroes starting at EOF or beyond would later require issuing
5467          * a truncate operation which would undo the write and achieve nothing.
5468          */
5469         if (offset >= sctx->cur_inode_size)
5470                 return 0;
5471
5472         /*
5473          * Don't go beyond the inode's i_size due to prealloc extents that start
5474          * after the i_size.
5475          */
5476         end = min_t(u64, end, sctx->cur_inode_size);
5477
5478         if (sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_NO_FILE_DATA)
5479                 return send_update_extent(sctx, offset, end - offset);
5480
5481         p = fs_path_alloc();
5482         if (!p)
5483                 return -ENOMEM;
5484         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5485         if (ret < 0)
5486                 goto tlv_put_failure;
5487         while (offset < end) {
5488                 u64 len = min(end - offset, read_size);
5489
5490                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_WRITE);
5491                 if (ret < 0)
5492                         break;
5493                 TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5494                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5495                 ret = put_data_header(sctx, len);
5496                 if (ret < 0)
5497                         break;
5498                 memset(sctx->send_buf + sctx->send_size, 0, len);
5499                 sctx->send_size += len;
5500                 ret = send_cmd(sctx);
5501                 if (ret < 0)
5502                         break;
5503                 offset += len;
5504         }
5505         sctx->cur_inode_next_write_offset = offset;
5506 tlv_put_failure:
5507         fs_path_free(p);
5508         return ret;
5509 }
5510
5511 static int send_encoded_inline_extent(struct send_ctx *sctx,
5512                                       struct btrfs_path *path, u64 offset,
5513                                       u64 len)
5514 {
5515         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5516         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5517         struct inode *inode;
5518         struct fs_path *fspath;
5519         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5520         struct btrfs_key key;
5521         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5522         u64 ram_bytes;
5523         size_t inline_size;
5524         int ret;
5525
5526         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5527         if (IS_ERR(inode))
5528                 return PTR_ERR(inode);
5529
5530         fspath = fs_path_alloc();
5531         if (!fspath) {
5532                 ret = -ENOMEM;
5533                 goto out;
5534         }
5535
5536         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENCODED_WRITE);
5537         if (ret < 0)
5538                 goto out;
5539
5540         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5541         if (ret < 0)
5542                 goto out;
5543
5544         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
5545         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
5546         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei);
5547         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
5548
5549         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, fspath);
5550         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5551         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_FILE_LEN,
5552                     min(key.offset + ram_bytes - offset, len));
5553         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_LEN, ram_bytes);
5554         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_OFFSET, offset - key.offset);
5555         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
5556                                 btrfs_file_extent_compression(leaf, ei));
5557         if (ret < 0)
5558                 goto out;
5559         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_COMPRESSION, ret);
5560
5561         ret = put_data_header(sctx, inline_size);
5562         if (ret < 0)
5563                 goto out;
5564         read_extent_buffer(leaf, sctx->send_buf + sctx->send_size,
5565                            btrfs_file_extent_inline_start(ei), inline_size);
5566         sctx->send_size += inline_size;
5567
5568         ret = send_cmd(sctx);
5569
5570 tlv_put_failure:
5571 out:
5572         fs_path_free(fspath);
5573         iput(inode);
5574         return ret;
5575 }
5576
5577 static int send_encoded_extent(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
5578                                u64 offset, u64 len)
5579 {
5580         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5581         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5582         struct inode *inode;
5583         struct fs_path *fspath;
5584         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5585         struct btrfs_key key;
5586         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5587         u64 disk_bytenr, disk_num_bytes;
5588         u32 data_offset;
5589         struct btrfs_cmd_header *hdr;
5590         u32 crc;
5591         int ret;
5592
5593         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5594         if (IS_ERR(inode))
5595                 return PTR_ERR(inode);
5596
5597         fspath = fs_path_alloc();
5598         if (!fspath) {
5599                 ret = -ENOMEM;
5600                 goto out;
5601         }
5602
5603         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENCODED_WRITE);
5604         if (ret < 0)
5605                 goto out;
5606
5607         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5608         if (ret < 0)
5609                 goto out;
5610
5611         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
5612         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
5613         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
5614         disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, ei);
5615
5616         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, fspath);
5617         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5618         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_FILE_LEN,
5619                     min(key.offset + btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, ei) - offset,
5620                         len));
5621         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_LEN,
5622                     btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei));
5623         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_OFFSET,
5624                     offset - key.offset + btrfs_file_extent_offset(leaf, ei));
5625         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
5626                                 btrfs_file_extent_compression(leaf, ei));
5627         if (ret < 0)
5628                 goto out;
5629         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_COMPRESSION, ret);
5630         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_ENCRYPTION, 0);
5631
5632         ret = put_data_header(sctx, disk_num_bytes);
5633         if (ret < 0)
5634                 goto out;
5635
5636         /*
5637          * We want to do I/O directly into the send buffer, so get the next page
5638          * boundary in the send buffer. This means that there may be a gap
5639          * between the beginning of the command and the file data.
5640          */
5641         data_offset = PAGE_ALIGN(sctx->send_size);
5642         if (data_offset > sctx->send_max_size ||
5643             sctx->send_max_size - data_offset < disk_num_bytes) {
5644                 ret = -EOVERFLOW;
5645                 goto out;
5646         }
5647
5648         /*
5649          * Note that send_buf is a mapping of send_buf_pages, so this is really
5650          * reading into send_buf.
5651          */
5652         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(BTRFS_I(inode), offset,
5653                                                     disk_bytenr, disk_num_bytes,
5654                                                     sctx->send_buf_pages +
5655                                                     (data_offset >> PAGE_SHIFT));
5656         if (ret)
5657                 goto out;
5658
5659         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
5660         hdr->len = cpu_to_le32(sctx->send_size + disk_num_bytes - sizeof(*hdr));
5661         hdr->crc = 0;
5662         crc = btrfs_crc32c(0, sctx->send_buf, sctx->send_size);
5663         crc = btrfs_crc32c(crc, sctx->send_buf + data_offset, disk_num_bytes);
5664         hdr->crc = cpu_to_le32(crc);
5665
5666         ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf, sctx->send_size,
5667                         &sctx->send_off);
5668         if (!ret) {
5669                 ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf + data_offset,
5670                                 disk_num_bytes, &sctx->send_off);
5671         }
5672         sctx->send_size = 0;
5673         sctx->put_data = false;
5674
5675 tlv_put_failure:
5676 out:
5677         fs_path_free(fspath);
5678         iput(inode);
5679         return ret;
5680 }
5681
5682 static int send_extent_data(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
5683                             const u64 offset, const u64 len)
5684 {
5685         const u64 end = offset + len;
5686         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5687         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5688         u64 read_size = max_send_read_size(sctx);
5689         u64 sent = 0;
5690
5691         if (sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_NO_FILE_DATA)
5692                 return send_update_extent(sctx, offset, len);
5693
5694         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
5695                             struct btrfs_file_extent_item);
5696         if ((sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED) &&
5697             btrfs_file_extent_compression(leaf, ei) != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
5698                 bool is_inline = (btrfs_file_extent_type(leaf, ei) ==
5699                                   BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
5700
5701                 /*
5702                  * Send the compressed extent unless the compressed data is
5703                  * larger than the decompressed data. This can happen if we're
5704                  * not sending the entire extent, either because it has been
5705                  * partially overwritten/truncated or because this is a part of
5706                  * the extent that we couldn't clone in clone_range().
5707                  */
5708                 if (is_inline &&
5709                     btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
5710                                                       path->slots[0]) <= len) {
5711                         return send_encoded_inline_extent(sctx, path, offset,
5712                                                           len);
5713                 } else if (!is_inline &&
5714                            btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, ei) <= len) {
5715                         return send_encoded_extent(sctx, path, offset, len);
5716                 }
5717         }
5718
5719         if (sctx->cur_inode == NULL) {
5720                 struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5721
5722                 sctx->cur_inode = btrfs_iget(root->fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5723                 if (IS_ERR(sctx->cur_inode)) {
5724                         int err = PTR_ERR(sctx->cur_inode);
5725
5726                         sctx->cur_inode = NULL;
5727                         return err;
5728                 }
5729                 memset(&sctx->ra, 0, sizeof(struct file_ra_state));
5730                 file_ra_state_init(&sctx->ra, sctx->cur_inode->i_mapping);
5731
5732                 /*
5733                  * It's very likely there are no pages from this inode in the page
5734                  * cache, so after reading extents and sending their data, we clean
5735                  * the page cache to avoid trashing the page cache (adding pressure
5736                  * to the page cache and forcing eviction of other data more useful
5737                  * for applications).
5738                  *
5739                  * We decide if we should clean the page cache simply by checking
5740                  * if the inode's mapping nrpages is 0 when we first open it, and
5741                  * not by using something like filemap_range_has_page() before
5742                  * reading an extent because when we ask the readahead code to
5743                  * read a given file range, it may (and almost always does) read
5744                  * pages from beyond that range (see the documentation for
5745                  * page_cache_sync_readahead()), so it would not be reliable,
5746                  * because after reading the first extent future calls to
5747                  * filemap_range_has_page() would return true because the readahead
5748                  * on the previous extent resulted in reading pages of the current
5749                  * extent as well.
5750                  */
5751                 sctx->clean_page_cache = (sctx->cur_inode->i_mapping->nrpages == 0);
5752                 sctx->page_cache_clear_start = round_down(offset, PAGE_SIZE);
5753         }
5754
5755         while (sent < len) {
5756                 u64 size = min(len - sent, read_size);
5757                 int ret;
5758
5759                 ret = send_write(sctx, offset + sent, size);
5760                 if (ret < 0)
5761                         return ret;
5762                 sent += size;
5763         }
5764
5765         if (sctx->clean_page_cache && PAGE_ALIGNED(end)) {
5766                 /*
5767                  * Always operate only on ranges that are a multiple of the page
5768                  * size. This is not only to prevent zeroing parts of a page in
5769                  * the case of subpage sector size, but also to guarantee we evict
5770                  * pages, as passing a range that is smaller than page size does
5771                  * not evict the respective page (only zeroes part of its content).
5772                  *
5773                  * Always start from the end offset of the last range cleared.
5774                  * This is because the readahead code may (and very often does)
5775                  * reads pages beyond the range we request for readahead. So if
5776                  * we have an extent layout like this:
5777                  *
5778                  *            [ extent A ] [ extent B ] [ extent C ]
5779                  *
5780                  * When we ask page_cache_sync_readahead() to read extent A, it
5781                  * may also trigger reads for pages of extent B. If we are doing
5782                  * an incremental send and extent B has not changed between the
5783                  * parent and send snapshots, some or all of its pages may end
5784                  * up being read and placed in the page cache. So when truncating
5785                  * the page cache we always start from the end offset of the
5786                  * previously processed extent up to the end of the current
5787                  * extent.
5788                  */
5789                 truncate_inode_pages_range(&sctx->cur_inode->i_data,
5790                                            sctx->page_cache_clear_start,
5791                                            end - 1);
5792                 sctx->page_cache_clear_start = end;
5793         }
5794
5795         return 0;
5796 }
5797
5798 /*
5799  * Search for a capability xattr related to sctx->cur_ino. If the capability is
5800  * found, call send_set_xattr function to emit it.
5801  *
5802  * Return 0 if there isn't a capability, or when the capability was emitted
5803  * successfully, or < 0 if an error occurred.
5804  */
5805 static int send_capabilities(struct send_ctx *sctx)
5806 {
5807         struct fs_path *fspath = NULL;
5808         struct btrfs_path *path;
5809         struct btrfs_dir_item *di;
5810         struct extent_buffer *leaf;
5811         unsigned long data_ptr;
5812         char *buf = NULL;
5813         int buf_len;
5814         int ret = 0;
5815
5816         path = alloc_path_for_send();
5817         if (!path)
5818                 return -ENOMEM;
5819
5820         di = btrfs_lookup_xattr(NULL, sctx->send_root, path, sctx->cur_ino,
5821                                 XATTR_NAME_CAPS, strlen(XATTR_NAME_CAPS), 0);
5822         if (!di) {
5823                 /* There is no xattr for this inode */
5824                 goto out;
5825         } else if (IS_ERR(di)) {
5826                 ret = PTR_ERR(di);
5827                 goto out;
5828         }
5829
5830         leaf = path->nodes[0];
5831         buf_len = btrfs_dir_data_len(leaf, di);
5832
5833         fspath = fs_path_alloc();
5834         buf = kmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
5835         if (!fspath || !buf) {
5836                 ret = -ENOMEM;
5837                 goto out;
5838         }
5839
5840         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5841         if (ret < 0)
5842                 goto out;
5843
5844         data_ptr = (unsigned long)(di + 1) + btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5845         read_extent_buffer(leaf, buf, data_ptr, buf_len);
5846
5847         ret = send_set_xattr(sctx, fspath, XATTR_NAME_CAPS,
5848                         strlen(XATTR_NAME_CAPS), buf, buf_len);
5849 out:
5850         kfree(buf);
5851         fs_path_free(fspath);
5852         btrfs_free_path(path);
5853         return ret;
5854 }
5855
5856 static int clone_range(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *dst_path,
5857                        struct clone_root *clone_root, const u64 disk_byte,
5858                        u64 data_offset, u64 offset, u64 len)
5859 {
5860         struct btrfs_path *path;
5861         struct btrfs_key key;
5862         int ret;
5863         struct btrfs_inode_info info;
5864         u64 clone_src_i_size = 0;
5865
5866         /*
5867          * Prevent cloning from a zero offset with a length matching the sector
5868          * size because in some scenarios this will make the receiver fail.
5869          *
5870          * For example, if in the source filesystem the extent at offset 0
5871          * has a length of sectorsize and it was written using direct IO, then
5872          * it can never be an inline extent (even if compression is enabled).
5873          * Then this extent can be cloned in the original filesystem to a non
5874          * zero file offset, but it may not be possible to clone in the
5875          * destination filesystem because it can be inlined due to compression
5876          * on the destination filesystem (as the receiver's write operations are
5877          * always done using buffered IO). The same happens when the original
5878          * filesystem does not have compression enabled but the destination
5879          * filesystem has.
5880          */
5881         if (clone_root->offset == 0 &&
5882             len == sctx->send_root->fs_info->sectorsize)
5883                 return send_extent_data(sctx, dst_path, offset, len);
5884
5885         path = alloc_path_for_send();
5886         if (!path)
5887                 return -ENOMEM;
5888
5889         /*
5890          * There are inodes that have extents that lie behind its i_size. Don't
5891          * accept clones from these extents.
5892          */
5893         ret = get_inode_info(clone_root->root, clone_root->ino, &info);
5894         btrfs_release_path(path);
5895         if (ret < 0)
5896                 goto out;
5897         clone_src_i_size = info.size;
5898
5899         /*
5900          * We can't send a clone operation for the entire range if we find
5901          * extent items in the respective range in the source file that
5902          * refer to different extents or if we find holes.
5903          * So check for that and do a mix of clone and regular write/copy
5904          * operations if needed.
5905          *
5906          * Example:
5907          *
5908          * mkfs.btrfs -f /dev/sda
5909          * mount /dev/sda /mnt
5910          * xfs_io -f -c "pwrite -S 0xaa 0K 100K" /mnt/foo
5911          * cp --reflink=always /mnt/foo /mnt/bar
5912          * xfs_io -c "pwrite -S 0xbb 50K 50K" /mnt/foo
5913          * btrfs subvolume snapshot -r /mnt /mnt/snap
5914          *
5915          * If when we send the snapshot and we are processing file bar (which
5916          * has a higher inode number than foo) we blindly send a clone operation
5917          * for the [0, 100K[ range from foo to bar, the receiver ends up getting
5918          * a file bar that matches the content of file foo - iow, doesn't match
5919          * the content from bar in the original filesystem.
5920          */
5921         key.objectid = clone_root->ino;
5922         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
5923         key.offset = clone_root->offset;
5924         ret = btrfs_search_slot(NULL, clone_root->root, &key, path, 0, 0);
5925         if (ret < 0)
5926                 goto out;
5927         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
5928                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0] - 1);
5929                 if (key.objectid == clone_root->ino &&
5930                     key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
5931                         path->slots[0]--;
5932         }
5933
5934         while (true) {
5935                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5936                 int slot = path->slots[0];
5937                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
5938                 u8 type;
5939                 u64 ext_len;
5940                 u64 clone_len;
5941                 u64 clone_data_offset;
5942                 bool crossed_src_i_size = false;
5943
5944                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
5945                         ret = btrfs_next_leaf(clone_root->root, path);
5946                         if (ret < 0)
5947                                 goto out;
5948                         else if (ret > 0)
5949                                 break;
5950                         continue;
5951                 }
5952
5953                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
5954
5955                 /*
5956                  * We might have an implicit trailing hole (NO_HOLES feature
5957                  * enabled). We deal with it after leaving this loop.
5958                  */
5959                 if (key.objectid != clone_root->ino ||
5960                     key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
5961                         break;
5962
5963                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
5964                 type = btrfs_file_extent_type(leaf, ei);
5965                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
5966                         ext_len = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei);
5967                         ext_len = PAGE_ALIGN(ext_len);
5968                 } else {
5969                         ext_len = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, ei);
5970                 }
5971
5972                 if (key.offset + ext_len <= clone_root->offset)
5973                         goto next;
5974
5975                 if (key.offset > clone_root->offset) {
5976                         /* Implicit hole, NO_HOLES feature enabled. */
5977                         u64 hole_len = key.offset - clone_root->offset;
5978
5979                         if (hole_len > len)
5980                                 hole_len = len;
5981                         ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset,
5982                                                hole_len);
5983                         if (ret < 0)
5984                                 goto out;
5985
5986                         len -= hole_len;
5987                         if (len == 0)
5988                                 break;
5989                         offset += hole_len;
5990                         clone_root->offset += hole_len;
5991                         data_offset += hole_len;
5992                 }
5993
5994                 if (key.offset >= clone_root->offset + len)
5995                         break;
5996
5997                 if (key.offset >= clone_src_i_size)
5998                         break;
5999
6000                 if (key.offset + ext_len > clone_src_i_size) {
6001                         ext_len = clone_src_i_size - key.offset;
6002                         crossed_src_i_size = true;
6003                 }
6004
6005                 clone_data_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, ei);
6006                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei) == disk_byte) {
6007                         clone_root->offset = key.offset;
6008                         if (clone_data_offset < data_offset &&
6009                                 clone_data_offset + ext_len > data_offset) {
6010                                 u64 extent_offset;
6011
6012                                 extent_offset = data_offset - clone_data_offset;
6013                                 ext_len -= extent_offset;
6014                                 clone_data_offset += extent_offset;
6015                                 clone_root->offset += extent_offset;
6016                         }
6017                 }
6018
6019                 clone_len = min_t(u64, ext_len, len);
6020
6021                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei) == disk_byte &&
6022                     clone_data_offset == data_offset) {
6023                         const u64 src_end = clone_root->offset + clone_len;
6024                         const u64 sectorsize = SZ_64K;
6025
6026                         /*
6027                          * We can't clone the last block, when its size is not
6028                          * sector size aligned, into the middle of a file. If we
6029                          * do so, the receiver will get a failure (-EINVAL) when
6030                          * trying to clone or will silently corrupt the data in
6031                          * the destination file if it's on a kernel without the
6032                          * fix introduced by commit ac765f83f1397646
6033                          * ("Btrfs: fix data corruption due to cloning of eof
6034                          * block).
6035                          *
6036                          * So issue a clone of the aligned down range plus a
6037                          * regular write for the eof block, if we hit that case.
6038                          *
6039                          * Also, we use the maximum possible sector size, 64K,
6040                          * because we don't know what's the sector size of the
6041                          * filesystem that receives the stream, so we have to
6042                          * assume the largest possible sector size.
6043                          */
6044                         if (src_end == clone_src_i_size &&
6045                             !IS_ALIGNED(src_end, sectorsize) &&
6046                             offset + clone_len < sctx->cur_inode_size) {
6047                                 u64 slen;
6048
6049                                 slen = ALIGN_DOWN(src_end - clone_root->offset,
6050                                                   sectorsize);
6051                                 if (slen > 0) {
6052                                         ret = send_clone(sctx, offset, slen,
6053                                                          clone_root);
6054                                         if (ret < 0)
6055                                                 goto out;
6056                                 }
6057                                 ret = send_extent_data(sctx, dst_path,
6058                                                        offset + slen,
6059                                                        clone_len - slen);
6060                         } else {
6061                                 ret = send_clone(sctx, offset, clone_len,
6062                                                  clone_root);
6063                         }
6064                 } else if (crossed_src_i_size && clone_len < len) {
6065                         /*
6066                          * If we are at i_size of the clone source inode and we
6067                          * can not clone from it, terminate the loop. This is
6068                          * to avoid sending two write operations, one with a
6069                          * length matching clone_len and the final one after
6070                          * this loop with a length of len - clone_len.
6071                          *
6072                          * When using encoded writes (BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED
6073                          * was passed to the send ioctl), this helps avoid
6074                          * sending an encoded write for an offset that is not
6075                          * sector size aligned, in case the i_size of the source
6076                          * inode is not sector size aligned. That will make the
6077                          * receiver fallback to decompression of the data and
6078                          * writing it using regular buffered IO, therefore while
6079                          * not incorrect, it's not optimal due decompression and
6080                          * possible re-compression at the receiver.
6081                          */
6082                         break;
6083                 } else {
6084                         ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset,
6085                                                clone_len);
6086                 }
6087
6088                 if (ret < 0)
6089                         goto out;
6090
6091                 len -= clone_len;
6092                 if (len == 0)
6093                         break;
6094                 offset += clone_len;
6095                 clone_root->offset += clone_len;
6096
6097                 /*
6098                  * If we are cloning from the file we are currently processing,
6099                  * and using the send root as the clone root, we must stop once
6100                  * the current clone offset reaches the current eof of the file
6101                  * at the receiver, otherwise we would issue an invalid clone
6102                  * operation (source range going beyond eof) and cause the
6103                  * receiver to fail. So if we reach the current eof, bail out
6104                  * and fallback to a regular write.
6105                  */
6106                 if (clone_root->root == sctx->send_root &&
6107                     clone_root->ino == sctx->cur_ino &&
6108                     clone_root->offset >= sctx->cur_inode_next_write_offset)
6109                         break;
6110
6111                 data_offset += clone_len;
6112 next:
6113                 path->slots[0]++;
6114         }
6115
6116         if (len > 0)
6117                 ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset, len);
6118         else
6119                 ret = 0;
6120 out:
6121         btrfs_free_path(path);
6122         return ret;
6123 }
6124
6125 static int send_write_or_clone(struct send_ctx *sctx,
6126                                struct btrfs_path *path,
6127                                struct btrfs_key *key,
6128                                struct clone_root *clone_root)
6129 {
6130         int ret = 0;
6131         u64 offset = key->offset;
6132         u64 end;
6133         u64 bs = sctx->send_root->fs_info->sb->s_blocksize;
6134
6135         end = min_t(u64, btrfs_file_extent_end(path), sctx->cur_inode_size);
6136         if (offset >= end)
6137                 return 0;
6138
6139         if (clone_root && IS_ALIGNED(end, bs)) {
6140                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
6141                 u64 disk_byte;
6142                 u64 data_offset;
6143
6144                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6145                                     struct btrfs_file_extent_item);
6146                 disk_byte = btrfs_file_extent_disk_bytenr(path->nodes[0], ei);
6147                 data_offset = btrfs_file_extent_offset(path->nodes[0], ei);
6148                 ret = clone_range(sctx, path, clone_root, disk_byte,
6149                                   data_offset, offset, end - offset);
6150         } else {
6151                 ret = send_extent_data(sctx, path, offset, end - offset);
6152         }
6153         sctx->cur_inode_next_write_offset = end;
6154         return ret;
6155 }
6156
6157 static int is_extent_unchanged(struct send_ctx *sctx,
6158                                struct btrfs_path *left_path,
6159                                struct btrfs_key *ekey)
6160 {
6161         int ret = 0;
6162         struct btrfs_key key;
6163         struct btrfs_path *path = NULL;
6164         struct extent_buffer *eb;
6165         int slot;
6166         struct btrfs_key found_key;
6167         struct btrfs_file_extent_item *ei;
6168         u64 left_disknr;
6169         u64 right_disknr;
6170         u64 left_offset;
6171         u64 right_offset;
6172         u64 left_offset_fixed;
6173         u64 left_len;
6174         u64 right_len;
6175         u64 left_gen;
6176         u64 right_gen;
6177         u8 left_type;
6178         u8 right_type;
6179
6180         path = alloc_path_for_send();
6181         if (!path)
6182                 return -ENOMEM;
6183
6184         eb = left_path->nodes[0];
6185         slot = left_path->slots[0];
6186         ei = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6187         left_type = btrfs_file_extent_type(eb, ei);
6188
6189         if (left_type != BTRFS_FILE_EXTENT_REG) {
6190                 ret = 0;
6191                 goto out;
6192         }
6193         left_disknr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, ei);
6194         left_len = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, ei);
6195         left_offset = btrfs_file_extent_offset(eb, ei);
6196         left_gen = btrfs_file_extent_generation(eb, ei);
6197
6198         /*
6199          * Following comments will refer to these graphics. L is the left
6200          * extents which we are checking at the moment. 1-8 are the right
6201          * extents that we iterate.
6202          *
6203          *       |-----L-----|
6204          * |-1-|-2a-|-3-|-4-|-5-|-6-|
6205          *
6206          *       |-----L-----|
6207          * |--1--|-2b-|...(same as above)
6208          *
6209          * Alternative situation. Happens on files where extents got split.
6210          *       |-----L-----|
6211          * |-----------7-----------|-6-|
6212          *
6213          * Alternative situation. Happens on files which got larger.
6214          *       |-----L-----|
6215          * |-8-|
6216          * Nothing follows after 8.
6217          */
6218
6219         key.objectid = ekey->objectid;
6220         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6221         key.offset = ekey->offset;
6222         ret = btrfs_search_slot_for_read(sctx->parent_root, &key, path, 0, 0);
6223         if (ret < 0)
6224                 goto out;
6225         if (ret) {
6226                 ret = 0;
6227                 goto out;
6228         }
6229
6230         /*
6231          * Handle special case where the right side has no extents at all.
6232          */
6233         eb = path->nodes[0];
6234         slot = path->slots[0];
6235         btrfs_item_key_to_cpu(eb, &found_key, slot);
6236         if (found_key.objectid != key.objectid ||
6237             found_key.type != key.type) {
6238                 /* If we're a hole then just pretend nothing changed */
6239                 ret = (left_disknr) ? 0 : 1;
6240                 goto out;
6241         }
6242
6243         /*
6244          * We're now on 2a, 2b or 7.
6245          */
6246         key = found_key;
6247         while (key.offset < ekey->offset + left_len) {
6248                 ei = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6249                 right_type = btrfs_file_extent_type(eb, ei);
6250                 if (right_type != BTRFS_FILE_EXTENT_REG &&
6251                     right_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6252                         ret = 0;
6253                         goto out;
6254                 }
6255
6256                 if (right_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6257                         right_len = btrfs_file_extent_ram_bytes(eb, ei);
6258                         right_len = PAGE_ALIGN(right_len);
6259                 } else {
6260                         right_len = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, ei);
6261                 }
6262
6263                 /*
6264                  * Are we at extent 8? If yes, we know the extent is changed.
6265                  * This may only happen on the first iteration.
6266                  */
6267                 if (found_key.offset + right_len <= ekey->offset) {
6268                         /* If we're a hole just pretend nothing changed */
6269                         ret = (left_disknr) ? 0 : 1;
6270                         goto out;
6271                 }
6272
6273                 /*
6274                  * We just wanted to see if when we have an inline extent, what
6275                  * follows it is a regular extent (wanted to check the above
6276                  * condition for inline extents too). This should normally not
6277                  * happen but it's possible for example when we have an inline
6278                  * compressed extent representing data with a size matching
6279                  * the page size (currently the same as sector size).
6280                  */
6281                 if (right_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6282                         ret = 0;
6283                         goto out;
6284                 }
6285
6286                 right_disknr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, ei);
6287                 right_offset = btrfs_file_extent_offset(eb, ei);
6288                 right_gen = btrfs_file_extent_generation(eb, ei);
6289
6290                 left_offset_fixed = left_offset;
6291                 if (key.offset < ekey->offset) {
6292                         /* Fix the right offset for 2a and 7. */
6293                         right_offset += ekey->offset - key.offset;
6294                 } else {
6295                         /* Fix the left offset for all behind 2a and 2b */
6296                         left_offset_fixed += key.offset - ekey->offset;
6297                 }
6298
6299                 /*
6300                  * Check if we have the same extent.
6301                  */
6302                 if (left_disknr != right_disknr ||
6303                     left_offset_fixed != right_offset ||
6304                     left_gen != right_gen) {
6305                         ret = 0;
6306                         goto out;
6307                 }
6308
6309                 /*
6310                  * Go to the next extent.
6311                  */
6312                 ret = btrfs_next_item(sctx->parent_root, path);
6313                 if (ret < 0)
6314                         goto out;
6315                 if (!ret) {
6316                         eb = path->nodes[0];
6317                         slot = path->slots[0];
6318                         btrfs_item_key_to_cpu(eb, &found_key, slot);
6319                 }
6320                 if (ret || found_key.objectid != key.objectid ||
6321                     found_key.type != key.type) {
6322                         key.offset += right_len;
6323                         break;
6324                 }
6325                 if (found_key.offset != key.offset + right_len) {
6326                         ret = 0;
6327                         goto out;
6328                 }
6329                 key = found_key;
6330         }
6331
6332         /*
6333          * We're now behind the left extent (treat as unchanged) or at the end
6334          * of the right side (treat as changed).
6335          */
6336         if (key.offset >= ekey->offset + left_len)
6337                 ret = 1;
6338         else
6339                 ret = 0;
6340
6341
6342 out:
6343         btrfs_free_path(path);
6344         return ret;
6345 }
6346
6347 static int get_last_extent(struct send_ctx *sctx, u64 offset)
6348 {
6349         struct btrfs_path *path;
6350         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
6351         struct btrfs_key key;
6352         int ret;
6353
6354         path = alloc_path_for_send();
6355         if (!path)
6356                 return -ENOMEM;
6357
6358         sctx->cur_inode_last_extent = 0;
6359
6360         key.objectid = sctx->cur_ino;
6361         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6362         key.offset = offset;
6363         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, path, 0, 1);
6364         if (ret < 0)
6365                 goto out;
6366         ret = 0;
6367         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
6368         if (key.objectid != sctx->cur_ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6369                 goto out;
6370
6371         sctx->cur_inode_last_extent = btrfs_file_extent_end(path);
6372 out:
6373         btrfs_free_path(path);
6374         return ret;
6375 }
6376
6377 static int range_is_hole_in_parent(struct send_ctx *sctx,
6378                                    const u64 start,
6379                                    const u64 end)
6380 {
6381         struct btrfs_path *path;
6382         struct btrfs_key key;
6383         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
6384         u64 search_start = start;
6385         int ret;
6386
6387         path = alloc_path_for_send();
6388         if (!path)
6389                 return -ENOMEM;
6390
6391         key.objectid = sctx->cur_ino;
6392         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6393         key.offset = search_start;
6394         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6395         if (ret < 0)
6396                 goto out;
6397         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0)
6398                 path->slots[0]--;
6399
6400         while (search_start < end) {
6401                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6402                 int slot = path->slots[0];
6403                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
6404                 u64 extent_end;
6405
6406                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6407                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6408                         if (ret < 0)
6409                                 goto out;
6410                         else if (ret > 0)
6411                                 break;
6412                         continue;
6413                 }
6414
6415                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
6416                 if (key.objectid < sctx->cur_ino ||
6417                     key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6418                         goto next;
6419                 if (key.objectid > sctx->cur_ino ||
6420                     key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
6421                     key.offset >= end)
6422                         break;
6423
6424                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6425                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6426                 if (extent_end <= start)
6427                         goto next;
6428                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi) == 0) {
6429                         search_start = extent_end;
6430                         goto next;
6431                 }
6432                 ret = 0;
6433                 goto out;
6434 next:
6435                 path->slots[0]++;
6436         }
6437         ret = 1;
6438 out:
6439         btrfs_free_path(path);
6440         return ret;
6441 }
6442
6443 static int maybe_send_hole(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
6444                            struct btrfs_key *key)
6445 {
6446         int ret = 0;
6447
6448         if (sctx->cur_ino != key->objectid || !need_send_hole(sctx))
6449                 return 0;
6450
6451         if (sctx->cur_inode_last_extent == (u64)-1) {
6452                 ret = get_last_extent(sctx, key->offset - 1);
6453                 if (ret)
6454                         return ret;
6455         }
6456
6457         if (path->slots[0] == 0 &&
6458             sctx->cur_inode_last_extent < key->offset) {
6459                 /*
6460                  * We might have skipped entire leafs that contained only
6461                  * file extent items for our current inode. These leafs have
6462                  * a generation number smaller (older) than the one in the
6463                  * current leaf and the leaf our last extent came from, and
6464                  * are located between these 2 leafs.
6465                  */
6466                 ret = get_last_extent(sctx, key->offset - 1);
6467                 if (ret)
6468                         return ret;
6469         }
6470
6471         if (sctx->cur_inode_last_extent < key->offset) {
6472                 ret = range_is_hole_in_parent(sctx,
6473                                               sctx->cur_inode_last_extent,
6474                                               key->offset);
6475                 if (ret < 0)
6476                         return ret;
6477                 else if (ret == 0)
6478                         ret = send_hole(sctx, key->offset);
6479                 else
6480                         ret = 0;
6481         }
6482         sctx->cur_inode_last_extent = btrfs_file_extent_end(path);
6483         return ret;
6484 }
6485
6486 static int process_extent(struct send_ctx *sctx,
6487                           struct btrfs_path *path,
6488                           struct btrfs_key *key)
6489 {
6490         struct clone_root *found_clone = NULL;
6491         int ret = 0;
6492
6493         if (S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode))
6494                 return 0;
6495
6496         if (sctx->parent_root && !sctx->cur_inode_new) {
6497                 ret = is_extent_unchanged(sctx, path, key);
6498                 if (ret < 0)
6499                         goto out;
6500                 if (ret) {
6501                         ret = 0;
6502                         goto out_hole;
6503                 }
6504         } else {
6505                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
6506                 u8 type;
6507
6508                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6509                                     struct btrfs_file_extent_item);
6510                 type = btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei);
6511                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC ||
6512                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG) {
6513                         /*
6514                          * The send spec does not have a prealloc command yet,
6515                          * so just leave a hole for prealloc'ed extents until
6516                          * we have enough commands queued up to justify rev'ing
6517                          * the send spec.
6518                          */
6519                         if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6520                                 ret = 0;
6521                                 goto out;
6522                         }
6523
6524                         /* Have a hole, just skip it. */
6525                         if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(path->nodes[0], ei) == 0) {
6526                                 ret = 0;
6527                                 goto out;
6528                         }
6529                 }
6530         }
6531
6532         ret = find_extent_clone(sctx, path, key->objectid, key->offset,
6533                         sctx->cur_inode_size, &found_clone);
6534         if (ret != -ENOENT && ret < 0)
6535                 goto out;
6536
6537         ret = send_write_or_clone(sctx, path, key, found_clone);
6538         if (ret)
6539                 goto out;
6540 out_hole:
6541         ret = maybe_send_hole(sctx, path, key);
6542 out:
6543         return ret;
6544 }
6545
6546 static int process_all_extents(struct send_ctx *sctx)
6547 {
6548         int ret = 0;
6549         int iter_ret = 0;
6550         struct btrfs_root *root;
6551         struct btrfs_path *path;
6552         struct btrfs_key key;
6553         struct btrfs_key found_key;
6554
6555         root = sctx->send_root;
6556         path = alloc_path_for_send();
6557         if (!path)
6558                 return -ENOMEM;
6559
6560         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
6561         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6562         key.offset = 0;
6563         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
6564                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
6565                     found_key.type != key.type) {
6566                         ret = 0;
6567                         break;
6568                 }
6569
6570                 ret = process_extent(sctx, path, &found_key);
6571                 if (ret < 0)
6572                         break;
6573         }
6574         /* Catch error found during iteration */
6575         if (iter_ret < 0)
6576                 ret = iter_ret;
6577
6578         btrfs_free_path(path);
6579         return ret;
6580 }
6581
6582 static int process_recorded_refs_if_needed(struct send_ctx *sctx, int at_end,
6583                                            int *pending_move,
6584                                            int *refs_processed)
6585 {
6586         int ret = 0;
6587
6588         if (sctx->cur_ino == 0)
6589                 goto out;
6590         if (!at_end && sctx->cur_ino == sctx->cmp_key->objectid &&
6591             sctx->cmp_key->type <= BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
6592                 goto out;
6593         if (list_empty(&sctx->new_refs) && list_empty(&sctx->deleted_refs))
6594                 goto out;
6595
6596         ret = process_recorded_refs(sctx, pending_move);
6597         if (ret < 0)
6598                 goto out;
6599
6600         *refs_processed = 1;
6601 out:
6602         return ret;
6603 }
6604
6605 static int finish_inode_if_needed(struct send_ctx *sctx, int at_end)
6606 {
6607         int ret = 0;
6608         struct btrfs_inode_info info;
6609         u64 left_mode;
6610         u64 left_uid;
6611         u64 left_gid;
6612         u64 left_fileattr;
6613         u64 right_mode;
6614         u64 right_uid;
6615         u64 right_gid;
6616         u64 right_fileattr;
6617         int need_chmod = 0;
6618         int need_chown = 0;
6619         bool need_fileattr = false;
6620         int need_truncate = 1;
6621         int pending_move = 0;
6622         int refs_processed = 0;
6623
6624         if (sctx->ignore_cur_inode)
6625                 return 0;
6626
6627         ret = process_recorded_refs_if_needed(sctx, at_end, &pending_move,
6628                                               &refs_processed);
6629         if (ret < 0)
6630                 goto out;
6631
6632         /*
6633          * We have processed the refs and thus need to advance send_progress.
6634          * Now, calls to get_cur_xxx will take the updated refs of the current
6635          * inode into account.
6636          *
6637          * On the other hand, if our current inode is a directory and couldn't
6638          * be moved/renamed because its parent was renamed/moved too and it has
6639          * a higher inode number, we can only move/rename our current inode
6640          * after we moved/renamed its parent. Therefore in this case operate on
6641          * the old path (pre move/rename) of our current inode, and the
6642          * move/rename will be performed later.
6643          */
6644         if (refs_processed && !pending_move)
6645                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6646
6647         if (sctx->cur_ino == 0 || sctx->cur_inode_deleted)
6648                 goto out;
6649         if (!at_end && sctx->cmp_key->objectid == sctx->cur_ino)
6650                 goto out;
6651         ret = get_inode_info(sctx->send_root, sctx->cur_ino, &info);
6652         if (ret < 0)
6653                 goto out;
6654         left_mode = info.mode;
6655         left_uid = info.uid;
6656         left_gid = info.gid;
6657         left_fileattr = info.fileattr;
6658
6659         if (!sctx->parent_root || sctx->cur_inode_new) {
6660                 need_chown = 1;
6661                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode))
6662                         need_chmod = 1;
6663                 if (sctx->cur_inode_next_write_offset == sctx->cur_inode_size)
6664                         need_truncate = 0;
6665         } else {
6666                 u64 old_size;
6667
6668                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, sctx->cur_ino, &info);
6669                 if (ret < 0)
6670                         goto out;
6671                 old_size = info.size;
6672                 right_mode = info.mode;
6673                 right_uid = info.uid;
6674                 right_gid = info.gid;
6675                 right_fileattr = info.fileattr;
6676
6677                 if (left_uid != right_uid || left_gid != right_gid)
6678                         need_chown = 1;
6679                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode) && left_mode != right_mode)
6680                         need_chmod = 1;
6681                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode) && left_fileattr != right_fileattr)
6682                         need_fileattr = true;
6683                 if ((old_size == sctx->cur_inode_size) ||
6684                     (sctx->cur_inode_size > old_size &&
6685                      sctx->cur_inode_next_write_offset == sctx->cur_inode_size))
6686                         need_truncate = 0;
6687         }
6688
6689         if (S_ISREG(sctx->cur_inode_mode)) {
6690                 if (need_send_hole(sctx)) {
6691                         if (sctx->cur_inode_last_extent == (u64)-1 ||
6692                             sctx->cur_inode_last_extent <
6693                             sctx->cur_inode_size) {
6694                                 ret = get_last_extent(sctx, (u64)-1);
6695                                 if (ret)
6696                                         goto out;
6697                         }
6698                         if (sctx->cur_inode_last_extent <
6699                             sctx->cur_inode_size) {
6700                                 ret = send_hole(sctx, sctx->cur_inode_size);
6701                                 if (ret)
6702                                         goto out;
6703                         }
6704                 }
6705                 if (need_truncate) {
6706                         ret = send_truncate(sctx, sctx->cur_ino,
6707                                             sctx->cur_inode_gen,
6708                                             sctx->cur_inode_size);
6709                         if (ret < 0)
6710                                 goto out;
6711                 }
6712         }
6713
6714         if (need_chown) {
6715                 ret = send_chown(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6716                                 left_uid, left_gid);
6717                 if (ret < 0)
6718                         goto out;
6719         }
6720         if (need_chmod) {
6721                 ret = send_chmod(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6722                                 left_mode);
6723                 if (ret < 0)
6724                         goto out;
6725         }
6726         if (need_fileattr) {
6727                 ret = send_fileattr(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6728                                     left_fileattr);
6729                 if (ret < 0)
6730                         goto out;
6731         }
6732
6733         if (proto_cmd_ok(sctx, BTRFS_SEND_C_ENABLE_VERITY)
6734             && sctx->cur_inode_needs_verity) {
6735                 ret = process_verity(sctx);
6736                 if (ret < 0)
6737                         goto out;
6738         }
6739
6740         ret = send_capabilities(sctx);
6741         if (ret < 0)
6742                 goto out;
6743
6744         /*
6745          * If other directory inodes depended on our current directory
6746          * inode's move/rename, now do their move/rename operations.
6747          */
6748         if (!is_waiting_for_move(sctx, sctx->cur_ino)) {
6749                 ret = apply_children_dir_moves(sctx);
6750                 if (ret)
6751                         goto out;
6752                 /*
6753                  * Need to send that every time, no matter if it actually
6754                  * changed between the two trees as we have done changes to
6755                  * the inode before. If our inode is a directory and it's
6756                  * waiting to be moved/renamed, we will send its utimes when
6757                  * it's moved/renamed, therefore we don't need to do it here.
6758                  */
6759                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6760
6761                 /*
6762                  * If the current inode is a non-empty directory, delay issuing
6763                  * the utimes command for it, as it's very likely we have inodes
6764                  * with an higher number inside it. We want to issue the utimes
6765                  * command only after adding all dentries to it.
6766                  */
6767                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->cur_inode_size > 0)
6768                         ret = cache_dir_utimes(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen);
6769                 else
6770                         ret = send_utimes(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen);
6771
6772                 if (ret < 0)
6773                         goto out;
6774         }
6775
6776 out:
6777         if (!ret)
6778                 ret = trim_dir_utimes_cache(sctx);
6779
6780         return ret;
6781 }
6782
6783 static void close_current_inode(struct send_ctx *sctx)
6784 {
6785         u64 i_size;
6786
6787         if (sctx->cur_inode == NULL)
6788                 return;
6789
6790         i_size = i_size_read(sctx->cur_inode);
6791
6792         /*
6793          * If we are doing an incremental send, we may have extents between the
6794          * last processed extent and the i_size that have not been processed
6795          * because they haven't changed but we may have read some of their pages
6796          * through readahead, see the comments at send_extent_data().
6797          */
6798         if (sctx->clean_page_cache && sctx->page_cache_clear_start < i_size)
6799                 truncate_inode_pages_range(&sctx->cur_inode->i_data,
6800                                            sctx->page_cache_clear_start,
6801                                            round_up(i_size, PAGE_SIZE) - 1);
6802
6803         iput(sctx->cur_inode);
6804         sctx->cur_inode = NULL;
6805 }
6806
6807 static int changed_inode(struct send_ctx *sctx,
6808                          enum btrfs_compare_tree_result result)
6809 {
6810         int ret = 0;
6811         struct btrfs_key *key = sctx->cmp_key;
6812         struct btrfs_inode_item *left_ii = NULL;
6813         struct btrfs_inode_item *right_ii = NULL;
6814         u64 left_gen = 0;
6815         u64 right_gen = 0;
6816
6817         close_current_inode(sctx);
6818
6819         sctx->cur_ino = key->objectid;
6820         sctx->cur_inode_new_gen = false;
6821         sctx->cur_inode_last_extent = (u64)-1;
6822         sctx->cur_inode_next_write_offset = 0;
6823         sctx->ignore_cur_inode = false;
6824
6825         /*
6826          * Set send_progress to current inode. This will tell all get_cur_xxx
6827          * functions that the current inode's refs are not updated yet. Later,
6828          * when process_recorded_refs is finished, it is set to cur_ino + 1.
6829          */
6830         sctx->send_progress = sctx->cur_ino;
6831
6832         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW ||
6833             result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6834                 left_ii = btrfs_item_ptr(sctx->left_path->nodes[0],
6835                                 sctx->left_path->slots[0],
6836                                 struct btrfs_inode_item);
6837                 left_gen = btrfs_inode_generation(sctx->left_path->nodes[0],
6838                                 left_ii);
6839         } else {
6840                 right_ii = btrfs_item_ptr(sctx->right_path->nodes[0],
6841                                 sctx->right_path->slots[0],
6842                                 struct btrfs_inode_item);
6843                 right_gen = btrfs_inode_generation(sctx->right_path->nodes[0],
6844                                 right_ii);
6845         }
6846         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6847                 right_ii = btrfs_item_ptr(sctx->right_path->nodes[0],
6848                                 sctx->right_path->slots[0],
6849                                 struct btrfs_inode_item);
6850
6851                 right_gen = btrfs_inode_generation(sctx->right_path->nodes[0],
6852                                 right_ii);
6853
6854                 /*
6855                  * The cur_ino = root dir case is special here. We can't treat
6856                  * the inode as deleted+reused because it would generate a
6857                  * stream that tries to delete/mkdir the root dir.
6858                  */
6859                 if (left_gen != right_gen &&
6860                     sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
6861                         sctx->cur_inode_new_gen = true;
6862         }
6863
6864         /*
6865          * Normally we do not find inodes with a link count of zero (orphans)
6866          * because the most common case is to create a snapshot and use it
6867          * for a send operation. However other less common use cases involve
6868          * using a subvolume and send it after turning it to RO mode just
6869          * after deleting all hard links of a file while holding an open
6870          * file descriptor against it or turning a RO snapshot into RW mode,
6871          * keep an open file descriptor against a file, delete it and then
6872          * turn the snapshot back to RO mode before using it for a send
6873          * operation. The former is what the receiver operation does.
6874          * Therefore, if we want to send these snapshots soon after they're
6875          * received, we need to handle orphan inodes as well. Moreover, orphans
6876          * can appear not only in the send snapshot but also in the parent
6877          * snapshot. Here are several cases:
6878          *
6879          * Case 1: BTRFS_COMPARE_TREE_NEW
6880          *       |  send snapshot  | action
6881          * --------------------------------
6882          * nlink |        0        | ignore
6883          *
6884          * Case 2: BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED
6885          *       | parent snapshot | action
6886          * ----------------------------------
6887          * nlink |        0        | as usual
6888          * Note: No unlinks will be sent because there're no paths for it.
6889          *
6890          * Case 3: BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED
6891          *           |       | parent snapshot | send snapshot | action
6892          * -----------------------------------------------------------------------
6893          * subcase 1 | nlink |        0        |       0       | ignore
6894          * subcase 2 | nlink |       >0        |       0       | new_gen(deletion)
6895          * subcase 3 | nlink |        0        |      >0       | new_gen(creation)
6896          *
6897          */
6898         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW) {
6899                 if (btrfs_inode_nlink(sctx->left_path->nodes[0], left_ii) == 0) {
6900                         sctx->ignore_cur_inode = true;
6901                         goto out;
6902                 }
6903                 sctx->cur_inode_gen = left_gen;
6904                 sctx->cur_inode_new = true;
6905                 sctx->cur_inode_deleted = false;
6906                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6907                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6908                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6909                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6910                 sctx->cur_inode_rdev = btrfs_inode_rdev(
6911                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6912                 if (sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
6913                         ret = send_create_inode_if_needed(sctx);
6914         } else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED) {
6915                 sctx->cur_inode_gen = right_gen;
6916                 sctx->cur_inode_new = false;
6917                 sctx->cur_inode_deleted = true;
6918                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6919                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6920                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6921                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6922         } else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6923                 u32 new_nlinks, old_nlinks;
6924
6925                 new_nlinks = btrfs_inode_nlink(sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6926                 old_nlinks = btrfs_inode_nlink(sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6927                 if (new_nlinks == 0 && old_nlinks == 0) {
6928                         sctx->ignore_cur_inode = true;
6929                         goto out;
6930                 } else if (new_nlinks == 0 || old_nlinks == 0) {
6931                         sctx->cur_inode_new_gen = 1;
6932                 }
6933                 /*
6934                  * We need to do some special handling in case the inode was
6935                  * reported as changed with a changed generation number. This
6936                  * means that the original inode was deleted and new inode
6937                  * reused the same inum. So we have to treat the old inode as
6938                  * deleted and the new one as new.
6939                  */
6940                 if (sctx->cur_inode_new_gen) {
6941                         /*
6942                          * First, process the inode as if it was deleted.
6943                          */
6944                         if (old_nlinks > 0) {
6945                                 sctx->cur_inode_gen = right_gen;
6946                                 sctx->cur_inode_new = false;
6947                                 sctx->cur_inode_deleted = true;
6948                                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6949                                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6950                                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6951                                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6952                                 ret = process_all_refs(sctx,
6953                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED);
6954                                 if (ret < 0)
6955                                         goto out;
6956                         }
6957
6958                         /*
6959                          * Now process the inode as if it was new.
6960                          */
6961                         if (new_nlinks > 0) {
6962                                 sctx->cur_inode_gen = left_gen;
6963                                 sctx->cur_inode_new = true;
6964                                 sctx->cur_inode_deleted = false;
6965                                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6966                                                 sctx->left_path->nodes[0],
6967                                                 left_ii);
6968                                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6969                                                 sctx->left_path->nodes[0],
6970                                                 left_ii);
6971                                 sctx->cur_inode_rdev = btrfs_inode_rdev(
6972                                                 sctx->left_path->nodes[0],
6973                                                 left_ii);
6974                                 ret = send_create_inode_if_needed(sctx);
6975                                 if (ret < 0)
6976                                         goto out;
6977
6978                                 ret = process_all_refs(sctx, BTRFS_COMPARE_TREE_NEW);
6979                                 if (ret < 0)
6980                                         goto out;
6981                                 /*
6982                                  * Advance send_progress now as we did not get
6983                                  * into process_recorded_refs_if_needed in the
6984                                  * new_gen case.
6985                                  */
6986                                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6987
6988                                 /*
6989                                  * Now process all extents and xattrs of the
6990                                  * inode as if they were all new.
6991                                  */
6992                                 ret = process_all_extents(sctx);
6993                                 if (ret < 0)
6994                                         goto out;
6995                                 ret = process_all_new_xattrs(sctx);
6996                                 if (ret < 0)
6997                                         goto out;
6998                         }
6999                 } else {
7000                         sctx->cur_inode_gen = left_gen;
7001                         sctx->cur_inode_new = false;
7002                         sctx->cur_inode_new_gen = false;
7003                         sctx->cur_inode_deleted = false;
7004                         sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
7005                                         sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
7006                         sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
7007                                         sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
7008                 }
7009         }
7010
7011 out:
7012         return ret;
7013 }
7014
7015 /*
7016  * We have to process new refs before deleted refs, but compare_trees gives us
7017  * the new and deleted refs mixed. To fix this, we record the new/deleted refs
7018  * first and later process them in process_recorded_refs.
7019  * For the cur_inode_new_gen case, we skip recording completely because
7020  * changed_inode did already initiate processing of refs. The reason for this is
7021  * that in this case, compare_tree actually compares the refs of 2 different
7022  * inodes. To fix this, process_all_refs is used in changed_inode to handle all
7023  * refs of the right tree as deleted and all refs of the left tree as new.
7024  */
7025 static int changed_ref(struct send_ctx *sctx,
7026                        enum btrfs_compare_tree_result result)
7027 {
7028         int ret = 0;
7029
7030         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid) {
7031                 inconsistent_snapshot_error(sctx, result, "reference");
7032                 return -EIO;
7033         }
7034
7035         if (!sctx->cur_inode_new_gen &&
7036             sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
7037                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7038                         ret = record_new_ref(sctx);
7039                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7040                         ret = record_deleted_ref(sctx);
7041                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED)
7042                         ret = record_changed_ref(sctx);
7043         }
7044
7045         return ret;
7046 }
7047
7048 /*
7049  * Process new/deleted/changed xattrs. We skip processing in the
7050  * cur_inode_new_gen case because changed_inode did already initiate processing
7051  * of xattrs. The reason is the same as in changed_ref
7052  */
7053 static int changed_xattr(struct send_ctx *sctx,
7054                          enum btrfs_compare_tree_result result)
7055 {
7056         int ret = 0;
7057
7058         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid) {
7059                 inconsistent_snapshot_error(sctx, result, "xattr");
7060                 return -EIO;
7061         }
7062
7063         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7064                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7065                         ret = process_new_xattr(sctx);
7066                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7067                         ret = process_deleted_xattr(sctx);
7068                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED)
7069                         ret = process_changed_xattr(sctx);
7070         }
7071
7072         return ret;
7073 }
7074
7075 /*
7076  * Process new/deleted/changed extents. We skip processing in the
7077  * cur_inode_new_gen case because changed_inode did already initiate processing
7078  * of extents. The reason is the same as in changed_ref
7079  */
7080 static int changed_extent(struct send_ctx *sctx,
7081                           enum btrfs_compare_tree_result result)
7082 {
7083         int ret = 0;
7084
7085         /*
7086          * We have found an extent item that changed without the inode item
7087          * having changed. This can happen either after relocation (where the
7088          * disk_bytenr of an extent item is replaced at
7089          * relocation.c:replace_file_extents()) or after deduplication into a
7090          * file in both the parent and send snapshots (where an extent item can
7091          * get modified or replaced with a new one). Note that deduplication
7092          * updates the inode item, but it only changes the iversion (sequence
7093          * field in the inode item) of the inode, so if a file is deduplicated
7094          * the same amount of times in both the parent and send snapshots, its
7095          * iversion becomes the same in both snapshots, whence the inode item is
7096          * the same on both snapshots.
7097          */
7098         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid)
7099                 return 0;
7100
7101         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7102                 if (result != BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7103                         ret = process_extent(sctx, sctx->left_path,
7104                                         sctx->cmp_key);
7105         }
7106
7107         return ret;
7108 }
7109
7110 static int changed_verity(struct send_ctx *sctx, enum btrfs_compare_tree_result result)
7111 {
7112         int ret = 0;
7113
7114         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7115                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7116                         sctx->cur_inode_needs_verity = true;
7117         }
7118         return ret;
7119 }
7120
7121 static int dir_changed(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
7122 {
7123         u64 orig_gen, new_gen;
7124         int ret;
7125
7126         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, dir, &new_gen);
7127         if (ret)
7128                 return ret;
7129
7130         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, dir, &orig_gen);
7131         if (ret)
7132                 return ret;
7133
7134         return (orig_gen != new_gen) ? 1 : 0;
7135 }
7136
7137 static int compare_refs(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
7138                         struct btrfs_key *key)
7139 {
7140         struct btrfs_inode_extref *extref;
7141         struct extent_buffer *leaf;
7142         u64 dirid = 0, last_dirid = 0;
7143         unsigned long ptr;
7144         u32 item_size;
7145         u32 cur_offset = 0;
7146         int ref_name_len;
7147         int ret = 0;
7148
7149         /* Easy case, just check this one dirid */
7150         if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
7151                 dirid = key->offset;
7152
7153                 ret = dir_changed(sctx, dirid);
7154                 goto out;
7155         }
7156
7157         leaf = path->nodes[0];
7158         item_size = btrfs_item_size(leaf, path->slots[0]);
7159         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
7160         while (cur_offset < item_size) {
7161                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)(ptr +
7162                                                        cur_offset);
7163                 dirid = btrfs_inode_extref_parent(leaf, extref);
7164                 ref_name_len = btrfs_inode_extref_name_len(leaf, extref);
7165                 cur_offset += ref_name_len + sizeof(*extref);
7166                 if (dirid == last_dirid)
7167                         continue;
7168                 ret = dir_changed(sctx, dirid);
7169                 if (ret)
7170                         break;
7171                 last_dirid = dirid;
7172         }
7173 out:
7174         return ret;
7175 }
7176
7177 /*
7178  * Updates compare related fields in sctx and simply forwards to the actual
7179  * changed_xxx functions.
7180  */
7181 static int changed_cb(struct btrfs_path *left_path,
7182                       struct btrfs_path *right_path,
7183                       struct btrfs_key *key,
7184                       enum btrfs_compare_tree_result result,
7185                       struct send_ctx *sctx)
7186 {
7187         int ret = 0;
7188
7189         /*
7190          * We can not hold the commit root semaphore here. This is because in
7191          * the case of sending and receiving to the same filesystem, using a
7192          * pipe, could result in a deadlock:
7193          *
7194          * 1) The task running send blocks on the pipe because it's full;
7195          *
7196          * 2) The task running receive, which is the only consumer of the pipe,
7197          *    is waiting for a transaction commit (for example due to a space
7198          *    reservation when doing a write or triggering a transaction commit
7199          *    when creating a subvolume);
7200          *
7201          * 3) The transaction is waiting to write lock the commit root semaphore,
7202          *    but can not acquire it since it's being held at 1).
7203          *
7204          * Down this call chain we write to the pipe through kernel_write().
7205          * The same type of problem can also happen when sending to a file that
7206          * is stored in the same filesystem - when reserving space for a write
7207          * into the file, we can trigger a transaction commit.
7208          *
7209          * Our caller has supplied us with clones of leaves from the send and
7210          * parent roots, so we're safe here from a concurrent relocation and
7211          * further reallocation of metadata extents while we are here. Below we
7212          * also assert that the leaves are clones.
7213          */
7214         lockdep_assert_not_held(&sctx->send_root->fs_info->commit_root_sem);
7215
7216         /*
7217          * We always have a send root, so left_path is never NULL. We will not
7218          * have a leaf when we have reached the end of the send root but have
7219          * not yet reached the end of the parent root.
7220          */
7221         if (left_path->nodes[0])
7222                 ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED,
7223                                 &left_path->nodes[0]->bflags));
7224         /*
7225          * When doing a full send we don't have a parent root, so right_path is
7226          * NULL. When doing an incremental send, we may have reached the end of
7227          * the parent root already, so we don't have a leaf at right_path.
7228          */
7229         if (right_path && right_path->nodes[0])
7230                 ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED,
7231                                 &right_path->nodes[0]->bflags));
7232
7233         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_SAME) {
7234                 if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY ||
7235                     key->type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
7236                         ret = compare_refs(sctx, left_path, key);
7237                         if (!ret)
7238                                 return 0;
7239                         if (ret < 0)
7240                                 return ret;
7241                 } else if (key->type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7242                         return maybe_send_hole(sctx, left_path, key);
7243                 } else {
7244                         return 0;
7245                 }
7246                 result = BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED;
7247                 ret = 0;
7248         }
7249
7250         sctx->left_path = left_path;
7251         sctx->right_path = right_path;
7252         sctx->cmp_key = key;
7253
7254         ret = finish_inode_if_needed(sctx, 0);
7255         if (ret < 0)
7256                 goto out;
7257
7258         /* Ignore non-FS objects */
7259         if (key->objectid == BTRFS_FREE_INO_OBJECTID ||
7260             key->objectid == BTRFS_FREE_SPACE_OBJECTID)
7261                 goto out;
7262
7263         if (key->type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
7264                 ret = changed_inode(sctx, result);
7265         } else if (!sctx->ignore_cur_inode) {
7266                 if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY ||
7267                     key->type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
7268                         ret = changed_ref(sctx, result);
7269                 else if (key->type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
7270                         ret = changed_xattr(sctx, result);
7271                 else if (key->type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
7272                         ret = changed_extent(sctx, result);
7273                 else if (key->type == BTRFS_VERITY_DESC_ITEM_KEY &&
7274                          key->offset == 0)
7275                         ret = changed_verity(sctx, result);
7276         }
7277
7278 out:
7279         return ret;
7280 }
7281
7282 static int search_key_again(const struct send_ctx *sctx,
7283                             struct btrfs_root *root,
7284                             struct btrfs_path *path,
7285                             const struct btrfs_key *key)
7286 {
7287         int ret;
7288
7289         if (!path->need_commit_sem)
7290                 lockdep_assert_held_read(&root->fs_info->commit_root_sem);
7291
7292         /*
7293          * Roots used for send operations are readonly and no one can add,
7294          * update or remove keys from them, so we should be able to find our
7295          * key again. The only exception is deduplication, which can operate on
7296          * readonly roots and add, update or remove keys to/from them - but at
7297          * the moment we don't allow it to run in parallel with send.
7298          */
7299         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, key, path, 0, 0);
7300         ASSERT(ret <= 0);
7301         if (ret > 0) {
7302                 btrfs_print_tree(path->nodes[path->lowest_level], false);
7303                 btrfs_err(root->fs_info,
7304 "send: key (%llu %u %llu) not found in %s root %llu, lowest_level %d, slot %d",
7305                           key->objectid, key->type, key->offset,
7306                           (root == sctx->parent_root ? "parent" : "send"),
7307                           root->root_key.objectid, path->lowest_level,
7308                           path->slots[path->lowest_level]);
7309                 return -EUCLEAN;
7310         }
7311
7312         return ret;
7313 }
7314
7315 static int full_send_tree(struct send_ctx *sctx)
7316 {
7317         int ret;
7318         struct btrfs_root *send_root = sctx->send_root;
7319         struct btrfs_key key;
7320         struct btrfs_fs_info *fs_info = send_root->fs_info;
7321         struct btrfs_path *path;
7322
7323         path = alloc_path_for_send();
7324         if (!path)
7325                 return -ENOMEM;
7326         path->reada = READA_FORWARD_ALWAYS;
7327
7328         key.objectid = BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID;
7329         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
7330         key.offset = 0;
7331
7332         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7333         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7334         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7335
7336         ret = btrfs_search_slot_for_read(send_root, &key, path, 1, 0);
7337         if (ret < 0)
7338                 goto out;
7339         if (ret)
7340                 goto out_finish;
7341
7342         while (1) {
7343                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
7344
7345                 ret = changed_cb(path, NULL, &key,
7346                                  BTRFS_COMPARE_TREE_NEW, sctx);
7347                 if (ret < 0)
7348                         goto out;
7349
7350                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7351                 if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
7352                         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7353                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7354                         /*
7355                          * A transaction used for relocating a block group was
7356                          * committed or is about to finish its commit. Release
7357                          * our path (leaf) and restart the search, so that we
7358                          * avoid operating on any file extent items that are
7359                          * stale, with a disk_bytenr that reflects a pre
7360                          * relocation value. This way we avoid as much as
7361                          * possible to fallback to regular writes when checking
7362                          * if we can clone file ranges.
7363                          */
7364                         btrfs_release_path(path);
7365                         ret = search_key_again(sctx, send_root, path, &key);
7366                         if (ret < 0)
7367                                 goto out;
7368                 } else {
7369                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7370                 }
7371
7372                 ret = btrfs_next_item(send_root, path);
7373                 if (ret < 0)
7374                         goto out;
7375                 if (ret) {
7376                         ret  = 0;
7377                         break;
7378                 }
7379         }
7380
7381 out_finish:
7382         ret = finish_inode_if_needed(sctx, 1);
7383
7384 out:
7385         btrfs_free_path(path);
7386         return ret;
7387 }
7388
7389 static int replace_node_with_clone(struct btrfs_path *path, int level)
7390 {
7391         struct extent_buffer *clone;
7392
7393         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[level]);
7394         if (!clone)
7395                 return -ENOMEM;
7396
7397         free_extent_buffer(path->nodes[level]);
7398         path->nodes[level] = clone;
7399
7400         return 0;
7401 }
7402
7403 static int tree_move_down(struct btrfs_path *path, int *level, u64 reada_min_gen)
7404 {
7405         struct extent_buffer *eb;
7406         struct extent_buffer *parent = path->nodes[*level];
7407         int slot = path->slots[*level];
7408         const int nritems = btrfs_header_nritems(parent);
7409         u64 reada_max;
7410         u64 reada_done = 0;
7411
7412         lockdep_assert_held_read(&parent->fs_info->commit_root_sem);
7413
7414         BUG_ON(*level == 0);
7415         eb = btrfs_read_node_slot(parent, slot);
7416         if (IS_ERR(eb))
7417                 return PTR_ERR(eb);
7418
7419         /*
7420          * Trigger readahead for the next leaves we will process, so that it is
7421          * very likely that when we need them they are already in memory and we
7422          * will not block on disk IO. For nodes we only do readahead for one,
7423          * since the time window between processing nodes is typically larger.
7424          */
7425         reada_max = (*level == 1 ? SZ_128K : eb->fs_info->nodesize);
7426
7427         for (slot++; slot < nritems && reada_done < reada_max; slot++) {
7428                 if (btrfs_node_ptr_generation(parent, slot) > reada_min_gen) {
7429                         btrfs_readahead_node_child(parent, slot);
7430                         reada_done += eb->fs_info->nodesize;
7431                 }
7432         }
7433
7434         path->nodes[*level - 1] = eb;
7435         path->slots[*level - 1] = 0;
7436         (*level)--;
7437
7438         if (*level == 0)
7439                 return replace_node_with_clone(path, 0);
7440
7441         return 0;
7442 }
7443
7444 static int tree_move_next_or_upnext(struct btrfs_path *path,
7445                                     int *level, int root_level)
7446 {
7447         int ret = 0;
7448         int nritems;
7449         nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[*level]);
7450
7451         path->slots[*level]++;
7452
7453         while (path->slots[*level] >= nritems) {
7454                 if (*level == root_level) {
7455                         path->slots[*level] = nritems - 1;
7456                         return -1;
7457                 }
7458
7459                 /* move upnext */
7460                 path->slots[*level] = 0;
7461                 free_extent_buffer(path->nodes[*level]);
7462                 path->nodes[*level] = NULL;
7463                 (*level)++;
7464                 path->slots[*level]++;
7465
7466                 nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[*level]);
7467                 ret = 1;
7468         }
7469         return ret;
7470 }
7471
7472 /*
7473  * Returns 1 if it had to move up and next. 0 is returned if it moved only next
7474  * or down.
7475  */
7476 static int tree_advance(struct btrfs_path *path,
7477                         int *level, int root_level,
7478                         int allow_down,
7479                         struct btrfs_key *key,
7480                         u64 reada_min_gen)
7481 {
7482         int ret;
7483
7484         if (*level == 0 || !allow_down) {
7485                 ret = tree_move_next_or_upnext(path, level, root_level);
7486         } else {
7487                 ret = tree_move_down(path, level, reada_min_gen);
7488         }
7489
7490         /*
7491          * Even if we have reached the end of a tree, ret is -1, update the key
7492          * anyway, so that in case we need to restart due to a block group
7493          * relocation, we can assert that the last key of the root node still
7494          * exists in the tree.
7495          */
7496         if (*level == 0)
7497                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[*level], key,
7498                                       path->slots[*level]);
7499         else
7500                 btrfs_node_key_to_cpu(path->nodes[*level], key,
7501                                       path->slots[*level]);
7502
7503         return ret;
7504 }
7505
7506 static int tree_compare_item(struct btrfs_path *left_path,
7507                              struct btrfs_path *right_path,
7508                              char *tmp_buf)
7509 {
7510         int cmp;
7511         int len1, len2;
7512         unsigned long off1, off2;
7513
7514         len1 = btrfs_item_size(left_path->nodes[0], left_path->slots[0]);
7515         len2 = btrfs_item_size(right_path->nodes[0], right_path->slots[0]);
7516         if (len1 != len2)
7517                 return 1;
7518
7519         off1 = btrfs_item_ptr_offset(left_path->nodes[0], left_path->slots[0]);
7520         off2 = btrfs_item_ptr_offset(right_path->nodes[0],
7521                                 right_path->slots[0]);
7522
7523         read_extent_buffer(left_path->nodes[0], tmp_buf, off1, len1);
7524
7525         cmp = memcmp_extent_buffer(right_path->nodes[0], tmp_buf, off2, len1);
7526         if (cmp)
7527                 return 1;
7528         return 0;
7529 }
7530
7531 /*
7532  * A transaction used for relocating a block group was committed or is about to
7533  * finish its commit. Release our paths and restart the search, so that we are
7534  * not using stale extent buffers:
7535  *
7536  * 1) For levels > 0, we are only holding references of extent buffers, without
7537  *    any locks on them, which does not prevent them from having been relocated
7538  *    and reallocated after the last time we released the commit root semaphore.
7539  *    The exception are the root nodes, for which we always have a clone, see
7540  *    the comment at btrfs_compare_trees();
7541  *
7542  * 2) For leaves, level 0, we are holding copies (clones) of extent buffers, so
7543  *    we are safe from the concurrent relocation and reallocation. However they
7544  *    can have file extent items with a pre relocation disk_bytenr value, so we
7545  *    restart the start from the current commit roots and clone the new leaves so
7546  *    that we get the post relocation disk_bytenr values. Not doing so, could
7547  *    make us clone the wrong data in case there are new extents using the old
7548  *    disk_bytenr that happen to be shared.
7549  */
7550 static int restart_after_relocation(struct btrfs_path *left_path,
7551                                     struct btrfs_path *right_path,
7552                                     const struct btrfs_key *left_key,
7553                                     const struct btrfs_key *right_key,
7554                                     int left_level,
7555                                     int right_level,
7556                                     const struct send_ctx *sctx)
7557 {
7558         int root_level;
7559         int ret;
7560
7561         lockdep_assert_held_read(&sctx->send_root->fs_info->commit_root_sem);
7562
7563         btrfs_release_path(left_path);
7564         btrfs_release_path(right_path);
7565
7566         /*
7567          * Since keys can not be added or removed to/from our roots because they
7568          * are readonly and we do not allow deduplication to run in parallel
7569          * (which can add, remove or change keys), the layout of the trees should
7570          * not change.
7571          */
7572         left_path->lowest_level = left_level;
7573         ret = search_key_again(sctx, sctx->send_root, left_path, left_key);
7574         if (ret < 0)
7575                 return ret;
7576
7577         right_path->lowest_level = right_level;
7578         ret = search_key_again(sctx, sctx->parent_root, right_path, right_key);
7579         if (ret < 0)
7580                 return ret;
7581
7582         /*
7583          * If the lowest level nodes are leaves, clone them so that they can be
7584          * safely used by changed_cb() while not under the protection of the
7585          * commit root semaphore, even if relocation and reallocation happens in
7586          * parallel.
7587          */
7588         if (left_level == 0) {
7589                 ret = replace_node_with_clone(left_path, 0);
7590                 if (ret < 0)
7591                         return ret;
7592         }
7593
7594         if (right_level == 0) {
7595                 ret = replace_node_with_clone(right_path, 0);
7596                 if (ret < 0)
7597                         return ret;
7598         }
7599
7600         /*
7601          * Now clone the root nodes (unless they happen to be the leaves we have
7602          * already cloned). This is to protect against concurrent snapshotting of
7603          * the send and parent roots (see the comment at btrfs_compare_trees()).
7604          */
7605         root_level = btrfs_header_level(sctx->send_root->commit_root);
7606         if (root_level > 0) {
7607                 ret = replace_node_with_clone(left_path, root_level);
7608                 if (ret < 0)
7609                         return ret;
7610         }
7611
7612         root_level = btrfs_header_level(sctx->parent_root->commit_root);
7613         if (root_level > 0) {
7614                 ret = replace_node_with_clone(right_path, root_level);
7615                 if (ret < 0)
7616                         return ret;
7617         }
7618
7619         return 0;
7620 }
7621
7622 /*
7623  * This function compares two trees and calls the provided callback for
7624  * every changed/new/deleted item it finds.
7625  * If shared tree blocks are encountered, whole subtrees are skipped, making
7626  * the compare pretty fast on snapshotted subvolumes.
7627  *
7628  * This currently works on commit roots only. As commit roots are read only,
7629  * we don't do any locking. The commit roots are protected with transactions.
7630  * Transactions are ended and rejoined when a commit is tried in between.
7631  *
7632  * This function checks for modifications done to the trees while comparing.
7633  * If it detects a change, it aborts immediately.
7634  */
7635 static int btrfs_compare_trees(struct btrfs_root *left_root,
7636                         struct btrfs_root *right_root, struct send_ctx *sctx)
7637 {
7638         struct btrfs_fs_info *fs_info = left_root->fs_info;
7639         int ret;
7640         int cmp;
7641         struct btrfs_path *left_path = NULL;
7642         struct btrfs_path *right_path = NULL;
7643         struct btrfs_key left_key;
7644         struct btrfs_key right_key;
7645         char *tmp_buf = NULL;
7646         int left_root_level;
7647         int right_root_level;
7648         int left_level;
7649         int right_level;
7650         int left_end_reached = 0;
7651         int right_end_reached = 0;
7652         int advance_left = 0;
7653         int advance_right = 0;
7654         u64 left_blockptr;
7655         u64 right_blockptr;
7656         u64 left_gen;
7657         u64 right_gen;
7658         u64 reada_min_gen;
7659
7660         left_path = btrfs_alloc_path();
7661         if (!left_path) {
7662                 ret = -ENOMEM;
7663                 goto out;
7664         }
7665         right_path = btrfs_alloc_path();
7666         if (!right_path) {
7667                 ret = -ENOMEM;
7668                 goto out;
7669         }
7670
7671         tmp_buf = kvmalloc(fs_info->nodesize, GFP_KERNEL);
7672         if (!tmp_buf) {
7673                 ret = -ENOMEM;
7674                 goto out;
7675         }
7676
7677         left_path->search_commit_root = 1;
7678         left_path->skip_locking = 1;
7679         right_path->search_commit_root = 1;
7680         right_path->skip_locking = 1;
7681
7682         /*
7683          * Strategy: Go to the first items of both trees. Then do
7684          *
7685          * If both trees are at level 0
7686          *   Compare keys of current items
7687          *     If left < right treat left item as new, advance left tree
7688          *       and repeat
7689          *     If left > right treat right item as deleted, advance right tree
7690          *       and repeat
7691          *     If left == right do deep compare of items, treat as changed if
7692          *       needed, advance both trees and repeat
7693          * If both trees are at the same level but not at level 0
7694          *   Compare keys of current nodes/leafs
7695          *     If left < right advance left tree and repeat
7696          *     If left > right advance right tree and repeat
7697          *     If left == right compare blockptrs of the next nodes/leafs
7698          *       If they match advance both trees but stay at the same level
7699          *         and repeat
7700          *       If they don't match advance both trees while allowing to go
7701          *         deeper and repeat
7702          * If tree levels are different
7703          *   Advance the tree that needs it and repeat
7704          *
7705          * Advancing a tree means:
7706          *   If we are at level 0, try to go to the next slot. If that's not
7707          *   possible, go one level up and repeat. Stop when we found a level
7708          *   where we could go to the next slot. We may at this point be on a
7709          *   node or a leaf.
7710          *
7711          *   If we are not at level 0 and not on shared tree blocks, go one
7712          *   level deeper.
7713          *
7714          *   If we are not at level 0 and on shared tree blocks, go one slot to
7715          *   the right if possible or go up and right.
7716          */
7717
7718         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7719         left_level = btrfs_header_level(left_root->commit_root);
7720         left_root_level = left_level;
7721         /*
7722          * We clone the root node of the send and parent roots to prevent races
7723          * with snapshot creation of these roots. Snapshot creation COWs the
7724          * root node of a tree, so after the transaction is committed the old
7725          * extent can be reallocated while this send operation is still ongoing.
7726          * So we clone them, under the commit root semaphore, to be race free.
7727          */
7728         left_path->nodes[left_level] =
7729                         btrfs_clone_extent_buffer(left_root->commit_root);
7730         if (!left_path->nodes[left_level]) {
7731                 ret = -ENOMEM;
7732                 goto out_unlock;
7733         }
7734
7735         right_level = btrfs_header_level(right_root->commit_root);
7736         right_root_level = right_level;
7737         right_path->nodes[right_level] =
7738                         btrfs_clone_extent_buffer(right_root->commit_root);
7739         if (!right_path->nodes[right_level]) {
7740                 ret = -ENOMEM;
7741                 goto out_unlock;
7742         }
7743         /*
7744          * Our right root is the parent root, while the left root is the "send"
7745          * root. We know that all new nodes/leaves in the left root must have
7746          * a generation greater than the right root's generation, so we trigger
7747          * readahead for those nodes and leaves of the left root, as we know we
7748          * will need to read them at some point.
7749          */
7750         reada_min_gen = btrfs_header_generation(right_root->commit_root);
7751
7752         if (left_level == 0)
7753                 btrfs_item_key_to_cpu(left_path->nodes[left_level],
7754                                 &left_key, left_path->slots[left_level]);
7755         else
7756                 btrfs_node_key_to_cpu(left_path->nodes[left_level],
7757                                 &left_key, left_path->slots[left_level]);
7758         if (right_level == 0)
7759                 btrfs_item_key_to_cpu(right_path->nodes[right_level],
7760                                 &right_key, right_path->slots[right_level]);
7761         else
7762                 btrfs_node_key_to_cpu(right_path->nodes[right_level],
7763                                 &right_key, right_path->slots[right_level]);
7764
7765         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7766
7767         while (1) {
7768                 if (need_resched() ||
7769                     rwsem_is_contended(&fs_info->commit_root_sem)) {
7770                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7771                         cond_resched();
7772                         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7773                 }
7774
7775                 if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
7776                         ret = restart_after_relocation(left_path, right_path,
7777                                                        &left_key, &right_key,
7778                                                        left_level, right_level,
7779                                                        sctx);
7780                         if (ret < 0)
7781                                 goto out_unlock;
7782                         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7783                 }
7784
7785                 if (advance_left && !left_end_reached) {
7786                         ret = tree_advance(left_path, &left_level,
7787                                         left_root_level,
7788                                         advance_left != ADVANCE_ONLY_NEXT,
7789                                         &left_key, reada_min_gen);
7790                         if (ret == -1)
7791                                 left_end_reached = ADVANCE;
7792                         else if (ret < 0)
7793                                 goto out_unlock;
7794                         advance_left = 0;
7795                 }
7796                 if (advance_right && !right_end_reached) {
7797                         ret = tree_advance(right_path, &right_level,
7798                                         right_root_level,
7799                                         advance_right != ADVANCE_ONLY_NEXT,
7800                                         &right_key, reada_min_gen);
7801                         if (ret == -1)
7802                                 right_end_reached = ADVANCE;
7803                         else if (ret < 0)
7804                                 goto out_unlock;
7805                         advance_right = 0;
7806                 }
7807
7808                 if (left_end_reached && right_end_reached) {
7809                         ret = 0;
7810                         goto out_unlock;
7811                 } else if (left_end_reached) {
7812                         if (right_level == 0) {
7813                                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7814                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7815                                                 &right_key,
7816                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
7817                                                 sctx);
7818                                 if (ret < 0)
7819                                         goto out;
7820                                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7821                         }
7822                         advance_right = ADVANCE;
7823                         continue;
7824                 } else if (right_end_reached) {
7825                         if (left_level == 0) {
7826                                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7827                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7828                                                 &left_key,
7829                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
7830                                                 sctx);
7831                                 if (ret < 0)
7832                                         goto out;
7833                                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7834                         }
7835                         advance_left = ADVANCE;
7836                         continue;
7837                 }
7838
7839                 if (left_level == 0 && right_level == 0) {
7840                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7841                         cmp = btrfs_comp_cpu_keys(&left_key, &right_key);
7842                         if (cmp < 0) {
7843                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7844                                                 &left_key,
7845                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
7846                                                 sctx);
7847                                 advance_left = ADVANCE;
7848                         } else if (cmp > 0) {
7849                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7850                                                 &right_key,
7851                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
7852                                                 sctx);
7853                                 advance_right = ADVANCE;
7854                         } else {
7855                                 enum btrfs_compare_tree_result result;
7856
7857                                 WARN_ON(!extent_buffer_uptodate(left_path->nodes[0]));
7858                                 ret = tree_compare_item(left_path, right_path,
7859                                                         tmp_buf);
7860                                 if (ret)
7861                                         result = BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED;
7862                                 else
7863                                         result = BTRFS_COMPARE_TREE_SAME;
7864                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7865                                                  &left_key, result, sctx);
7866                                 advance_left = ADVANCE;
7867                                 advance_right = ADVANCE;
7868                         }
7869
7870                         if (ret < 0)
7871                                 goto out;
7872                         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7873                 } else if (left_level == right_level) {
7874                         cmp = btrfs_comp_cpu_keys(&left_key, &right_key);
7875                         if (cmp < 0) {
7876                                 advance_left = ADVANCE;
7877                         } else if (cmp > 0) {
7878                                 advance_right = ADVANCE;
7879                         } else {
7880                                 left_blockptr = btrfs_node_blockptr(
7881                                                 left_path->nodes[left_level],
7882                                                 left_path->slots[left_level]);
7883                                 right_blockptr = btrfs_node_blockptr(
7884                                                 right_path->nodes[right_level],
7885                                                 right_path->slots[right_level]);
7886                                 left_gen = btrfs_node_ptr_generation(
7887                                                 left_path->nodes[left_level],
7888                                                 left_path->slots[left_level]);
7889                                 right_gen = btrfs_node_ptr_generation(
7890                                                 right_path->nodes[right_level],
7891                                                 right_path->slots[right_level]);
7892                                 if (left_blockptr == right_blockptr &&
7893                                     left_gen == right_gen) {
7894                                         /*
7895                                          * As we're on a shared block, don't
7896                                          * allow to go deeper.
7897                                          */
7898                                         advance_left = ADVANCE_ONLY_NEXT;
7899                                         advance_right = ADVANCE_ONLY_NEXT;
7900                                 } else {
7901                                         advance_left = ADVANCE;
7902                                         advance_right = ADVANCE;
7903                                 }
7904                         }
7905                 } else if (left_level < right_level) {
7906                         advance_right = ADVANCE;
7907                 } else {
7908                         advance_left = ADVANCE;
7909                 }
7910         }
7911
7912 out_unlock:
7913         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7914 out:
7915         btrfs_free_path(left_path);
7916         btrfs_free_path(right_path);
7917         kvfree(tmp_buf);
7918         return ret;
7919 }
7920
7921 static int send_subvol(struct send_ctx *sctx)
7922 {
7923         int ret;
7924
7925         if (!(sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_OMIT_STREAM_HEADER)) {
7926                 ret = send_header(sctx);
7927                 if (ret < 0)
7928                         goto out;
7929         }
7930
7931         ret = send_subvol_begin(sctx);
7932         if (ret < 0)
7933                 goto out;
7934
7935         if (sctx->parent_root) {
7936                 ret = btrfs_compare_trees(sctx->send_root, sctx->parent_root, sctx);
7937                 if (ret < 0)
7938                         goto out;
7939                 ret = finish_inode_if_needed(sctx, 1);
7940                 if (ret < 0)
7941                         goto out;
7942         } else {
7943                 ret = full_send_tree(sctx);
7944                 if (ret < 0)
7945                         goto out;
7946         }
7947
7948 out:
7949         free_recorded_refs(sctx);
7950         return ret;
7951 }
7952
7953 /*
7954  * If orphan cleanup did remove any orphans from a root, it means the tree
7955  * was modified and therefore the commit root is not the same as the current
7956  * root anymore. This is a problem, because send uses the commit root and
7957  * therefore can see inode items that don't exist in the current root anymore,
7958  * and for example make calls to btrfs_iget, which will do tree lookups based
7959  * on the current root and not on the commit root. Those lookups will fail,
7960  * returning a -ESTALE error, and making send fail with that error. So make
7961  * sure a send does not see any orphans we have just removed, and that it will
7962  * see the same inodes regardless of whether a transaction commit happened
7963  * before it started (meaning that the commit root will be the same as the
7964  * current root) or not.
7965  */
7966 static int ensure_commit_roots_uptodate(struct send_ctx *sctx)
7967 {
7968         int i;
7969         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
7970
7971 again:
7972         if (sctx->parent_root &&
7973             sctx->parent_root->node != sctx->parent_root->commit_root)
7974                 goto commit_trans;
7975
7976         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++)
7977                 if (sctx->clone_roots[i].root->node !=
7978                     sctx->clone_roots[i].root->commit_root)
7979                         goto commit_trans;
7980
7981         if (trans)
7982                 return btrfs_end_transaction(trans);
7983
7984         return 0;
7985
7986 commit_trans:
7987         /* Use any root, all fs roots will get their commit roots updated. */
7988         if (!trans) {
7989                 trans = btrfs_join_transaction(sctx->send_root);
7990                 if (IS_ERR(trans))
7991                         return PTR_ERR(trans);
7992                 goto again;
7993         }
7994
7995         return btrfs_commit_transaction(trans);
7996 }
7997
7998 /*
7999  * Make sure any existing dellaloc is flushed for any root used by a send
8000  * operation so that we do not miss any data and we do not race with writeback
8001  * finishing and changing a tree while send is using the tree. This could
8002  * happen if a subvolume is in RW mode, has delalloc, is turned to RO mode and
8003  * a send operation then uses the subvolume.
8004  * After flushing delalloc ensure_commit_roots_uptodate() must be called.
8005  */
8006 static int flush_delalloc_roots(struct send_ctx *sctx)
8007 {
8008         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
8009         int ret;
8010         int i;
8011
8012         if (root) {
8013                 ret = btrfs_start_delalloc_snapshot(root, false);
8014                 if (ret)
8015                         return ret;
8016                 btrfs_wait_ordered_extents(root, U64_MAX, 0, U64_MAX);
8017         }
8018
8019         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
8020                 root = sctx->clone_roots[i].root;
8021                 ret = btrfs_start_delalloc_snapshot(root, false);
8022                 if (ret)
8023                         return ret;
8024                 btrfs_wait_ordered_extents(root, U64_MAX, 0, U64_MAX);
8025         }
8026
8027         return 0;
8028 }
8029
8030 static void btrfs_root_dec_send_in_progress(struct btrfs_root* root)
8031 {
8032         spin_lock(&root->root_item_lock);
8033         root->send_in_progress--;
8034         /*
8035          * Not much left to do, we don't know why it's unbalanced and
8036          * can't blindly reset it to 0.
8037          */
8038         if (root->send_in_progress < 0)
8039                 btrfs_err(root->fs_info,
8040                           "send_in_progress unbalanced %d root %llu",
8041                           root->send_in_progress, root->root_key.objectid);
8042         spin_unlock(&root->root_item_lock);
8043 }
8044
8045 static void dedupe_in_progress_warn(const struct btrfs_root *root)
8046 {
8047         btrfs_warn_rl(root->fs_info,
8048 "cannot use root %llu for send while deduplications on it are in progress (%d in progress)",
8049                       root->root_key.objectid, root->dedupe_in_progress);
8050 }
8051
8052 long btrfs_ioctl_send(struct inode *inode, struct btrfs_ioctl_send_args *arg)
8053 {
8054         int ret = 0;
8055         struct btrfs_root *send_root = BTRFS_I(inode)->root;
8056         struct btrfs_fs_info *fs_info = send_root->fs_info;
8057         struct btrfs_root *clone_root;
8058         struct send_ctx *sctx = NULL;
8059         u32 i;
8060         u64 *clone_sources_tmp = NULL;
8061         int clone_sources_to_rollback = 0;
8062         size_t alloc_size;
8063         int sort_clone_roots = 0;
8064         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
8065         struct btrfs_lru_cache_entry *tmp;
8066
8067         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
8068                 return -EPERM;
8069
8070         /*
8071          * The subvolume must remain read-only during send, protect against
8072          * making it RW. This also protects against deletion.
8073          */
8074         spin_lock(&send_root->root_item_lock);
8075         if (btrfs_root_readonly(send_root) && send_root->dedupe_in_progress) {
8076                 dedupe_in_progress_warn(send_root);
8077                 spin_unlock(&send_root->root_item_lock);
8078                 return -EAGAIN;
8079         }
8080         send_root->send_in_progress++;
8081         spin_unlock(&send_root->root_item_lock);
8082
8083         /*
8084          * Userspace tools do the checks and warn the user if it's
8085          * not RO.
8086          */
8087         if (!btrfs_root_readonly(send_root)) {
8088                 ret = -EPERM;
8089                 goto out;
8090         }
8091
8092         /*
8093          * Check that we don't overflow at later allocations, we request
8094          * clone_sources_count + 1 items, and compare to unsigned long inside
8095          * access_ok. Also set an upper limit for allocation size so this can't
8096          * easily exhaust memory. Max number of clone sources is about 200K.
8097          */
8098         if (arg->clone_sources_count > SZ_8M / sizeof(struct clone_root)) {
8099                 ret = -EINVAL;
8100                 goto out;
8101         }
8102
8103         if (arg->flags & ~BTRFS_SEND_FLAG_MASK) {
8104                 ret = -EINVAL;
8105                 goto out;
8106         }
8107
8108         sctx = kzalloc(sizeof(struct send_ctx), GFP_KERNEL);
8109         if (!sctx) {
8110                 ret = -ENOMEM;
8111                 goto out;
8112         }
8113
8114         INIT_LIST_HEAD(&sctx->new_refs);
8115         INIT_LIST_HEAD(&sctx->deleted_refs);
8116
8117         btrfs_lru_cache_init(&sctx->name_cache, SEND_MAX_NAME_CACHE_SIZE);
8118         btrfs_lru_cache_init(&sctx->backref_cache, SEND_MAX_BACKREF_CACHE_SIZE);
8119         btrfs_lru_cache_init(&sctx->dir_created_cache,
8120                              SEND_MAX_DIR_CREATED_CACHE_SIZE);
8121         /*
8122          * This cache is periodically trimmed to a fixed size elsewhere, see
8123          * cache_dir_utimes() and trim_dir_utimes_cache().
8124          */
8125         btrfs_lru_cache_init(&sctx->dir_utimes_cache, 0);
8126
8127         sctx->pending_dir_moves = RB_ROOT;
8128         sctx->waiting_dir_moves = RB_ROOT;
8129         sctx->orphan_dirs = RB_ROOT;
8130         sctx->rbtree_new_refs = RB_ROOT;
8131         sctx->rbtree_deleted_refs = RB_ROOT;
8132
8133         sctx->flags = arg->flags;
8134
8135         if (arg->flags & BTRFS_SEND_FLAG_VERSION) {
8136                 if (arg->version > BTRFS_SEND_STREAM_VERSION) {
8137                         ret = -EPROTO;
8138                         goto out;
8139                 }
8140                 /* Zero means "use the highest version" */
8141                 sctx->proto = arg->version ?: BTRFS_SEND_STREAM_VERSION;
8142         } else {
8143                 sctx->proto = 1;
8144         }
8145         if ((arg->flags & BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED) && sctx->proto < 2) {
8146                 ret = -EINVAL;
8147                 goto out;
8148         }
8149
8150         sctx->send_filp = fget(arg->send_fd);
8151         if (!sctx->send_filp) {
8152                 ret = -EBADF;
8153                 goto out;
8154         }
8155
8156         sctx->send_root = send_root;
8157         /*
8158          * Unlikely but possible, if the subvolume is marked for deletion but
8159          * is slow to remove the directory entry, send can still be started
8160          */
8161         if (btrfs_root_dead(sctx->send_root)) {
8162                 ret = -EPERM;
8163                 goto out;
8164         }
8165
8166         sctx->clone_roots_cnt = arg->clone_sources_count;
8167
8168         if (sctx->proto >= 2) {
8169                 u32 send_buf_num_pages;
8170
8171                 sctx->send_max_size = BTRFS_SEND_BUF_SIZE_V2;
8172                 sctx->send_buf = vmalloc(sctx->send_max_size);
8173                 if (!sctx->send_buf) {
8174                         ret = -ENOMEM;
8175                         goto out;
8176                 }
8177                 send_buf_num_pages = sctx->send_max_size >> PAGE_SHIFT;
8178                 sctx->send_buf_pages = kcalloc(send_buf_num_pages,
8179                                                sizeof(*sctx->send_buf_pages),
8180                                                GFP_KERNEL);
8181                 if (!sctx->send_buf_pages) {
8182                         ret = -ENOMEM;
8183                         goto out;
8184                 }
8185                 for (i = 0; i < send_buf_num_pages; i++) {
8186                         sctx->send_buf_pages[i] =
8187                                 vmalloc_to_page(sctx->send_buf + (i << PAGE_SHIFT));
8188                 }
8189         } else {
8190                 sctx->send_max_size = BTRFS_SEND_BUF_SIZE_V1;
8191                 sctx->send_buf = kvmalloc(sctx->send_max_size, GFP_KERNEL);
8192         }
8193         if (!sctx->send_buf) {
8194                 ret = -ENOMEM;
8195                 goto out;
8196         }
8197
8198         sctx->clone_roots = kvcalloc(sizeof(*sctx->clone_roots),
8199                                      arg->clone_sources_count + 1,
8200                                      GFP_KERNEL);
8201         if (!sctx->clone_roots) {
8202                 ret = -ENOMEM;
8203                 goto out;
8204         }
8205
8206         alloc_size = array_size(sizeof(*arg->clone_sources),
8207                                 arg->clone_sources_count);
8208
8209         if (arg->clone_sources_count) {
8210                 clone_sources_tmp = kvmalloc(alloc_size, GFP_KERNEL);
8211                 if (!clone_sources_tmp) {
8212                         ret = -ENOMEM;
8213                         goto out;
8214                 }
8215
8216                 ret = copy_from_user(clone_sources_tmp, arg->clone_sources,
8217                                 alloc_size);
8218                 if (ret) {
8219                         ret = -EFAULT;
8220                         goto out;
8221                 }
8222
8223                 for (i = 0; i < arg->clone_sources_count; i++) {
8224                         clone_root = btrfs_get_fs_root(fs_info,
8225                                                 clone_sources_tmp[i], true);
8226                         if (IS_ERR(clone_root)) {
8227                                 ret = PTR_ERR(clone_root);
8228                                 goto out;
8229                         }
8230                         spin_lock(&clone_root->root_item_lock);
8231                         if (!btrfs_root_readonly(clone_root) ||
8232                             btrfs_root_dead(clone_root)) {
8233                                 spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8234                                 btrfs_put_root(clone_root);
8235                                 ret = -EPERM;
8236                                 goto out;
8237                         }
8238                         if (clone_root->dedupe_in_progress) {
8239                                 dedupe_in_progress_warn(clone_root);
8240                                 spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8241                                 btrfs_put_root(clone_root);
8242                                 ret = -EAGAIN;
8243                                 goto out;
8244                         }
8245                         clone_root->send_in_progress++;
8246                         spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8247
8248                         sctx->clone_roots[i].root = clone_root;
8249                         clone_sources_to_rollback = i + 1;
8250                 }
8251                 kvfree(clone_sources_tmp);
8252                 clone_sources_tmp = NULL;
8253         }
8254
8255         if (arg->parent_root) {
8256                 sctx->parent_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, arg->parent_root,
8257                                                       true);
8258                 if (IS_ERR(sctx->parent_root)) {
8259                         ret = PTR_ERR(sctx->parent_root);
8260                         goto out;
8261                 }
8262
8263                 spin_lock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8264                 sctx->parent_root->send_in_progress++;
8265                 if (!btrfs_root_readonly(sctx->parent_root) ||
8266                                 btrfs_root_dead(sctx->parent_root)) {
8267                         spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8268                         ret = -EPERM;
8269                         goto out;
8270                 }
8271                 if (sctx->parent_root->dedupe_in_progress) {
8272                         dedupe_in_progress_warn(sctx->parent_root);
8273                         spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8274                         ret = -EAGAIN;
8275                         goto out;
8276                 }
8277                 spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8278         }
8279
8280         /*
8281          * Clones from send_root are allowed, but only if the clone source
8282          * is behind the current send position. This is checked while searching
8283          * for possible clone sources.
8284          */
8285         sctx->clone_roots[sctx->clone_roots_cnt++].root =
8286                 btrfs_grab_root(sctx->send_root);
8287
8288         /* We do a bsearch later */
8289         sort(sctx->clone_roots, sctx->clone_roots_cnt,
8290                         sizeof(*sctx->clone_roots), __clone_root_cmp_sort,
8291                         NULL);
8292         sort_clone_roots = 1;
8293
8294         ret = flush_delalloc_roots(sctx);
8295         if (ret)
8296                 goto out;
8297
8298         ret = ensure_commit_roots_uptodate(sctx);
8299         if (ret)
8300                 goto out;
8301
8302         ret = send_subvol(sctx);
8303         if (ret < 0)
8304                 goto out;
8305
8306         btrfs_lru_cache_for_each_entry_safe(&sctx->dir_utimes_cache, entry, tmp) {
8307                 ret = send_utimes(sctx, entry->key, entry->gen);
8308                 if (ret < 0)
8309                         goto out;
8310                 btrfs_lru_cache_remove(&sctx->dir_utimes_cache, entry);
8311         }
8312
8313         if (!(sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_OMIT_END_CMD)) {
8314                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_END);
8315                 if (ret < 0)
8316                         goto out;
8317                 ret = send_cmd(sctx);
8318                 if (ret < 0)
8319                         goto out;
8320         }
8321
8322 out:
8323         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->pending_dir_moves));
8324         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->pending_dir_moves)) {
8325                 struct rb_node *n;
8326                 struct pending_dir_move *pm;
8327
8328                 n = rb_first(&sctx->pending_dir_moves);
8329                 pm = rb_entry(n, struct pending_dir_move, node);
8330                 while (!list_empty(&pm->list)) {
8331                         struct pending_dir_move *pm2;
8332
8333                         pm2 = list_first_entry(&pm->list,
8334                                                struct pending_dir_move, list);
8335                         free_pending_move(sctx, pm2);
8336                 }
8337                 free_pending_move(sctx, pm);
8338         }
8339
8340         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves));
8341         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves)) {
8342                 struct rb_node *n;
8343                 struct waiting_dir_move *dm;
8344
8345                 n = rb_first(&sctx->waiting_dir_moves);
8346                 dm = rb_entry(n, struct waiting_dir_move, node);
8347                 rb_erase(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
8348                 kfree(dm);
8349         }
8350
8351         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->orphan_dirs));
8352         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->orphan_dirs)) {
8353                 struct rb_node *n;
8354                 struct orphan_dir_info *odi;
8355
8356                 n = rb_first(&sctx->orphan_dirs);
8357                 odi = rb_entry(n, struct orphan_dir_info, node);
8358                 free_orphan_dir_info(sctx, odi);
8359         }
8360
8361         if (sort_clone_roots) {
8362                 for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
8363                         btrfs_root_dec_send_in_progress(
8364                                         sctx->clone_roots[i].root);
8365                         btrfs_put_root(sctx->clone_roots[i].root);
8366                 }
8367         } else {
8368                 for (i = 0; sctx && i < clone_sources_to_rollback; i++) {
8369                         btrfs_root_dec_send_in_progress(
8370                                         sctx->clone_roots[i].root);
8371                         btrfs_put_root(sctx->clone_roots[i].root);
8372                 }
8373
8374                 btrfs_root_dec_send_in_progress(send_root);
8375         }
8376         if (sctx && !IS_ERR_OR_NULL(sctx->parent_root)) {
8377                 btrfs_root_dec_send_in_progress(sctx->parent_root);
8378                 btrfs_put_root(sctx->parent_root);
8379         }
8380
8381         kvfree(clone_sources_tmp);
8382
8383         if (sctx) {
8384                 if (sctx->send_filp)
8385                         fput(sctx->send_filp);
8386
8387                 kvfree(sctx->clone_roots);
8388                 kfree(sctx->send_buf_pages);
8389                 kvfree(sctx->send_buf);
8390                 kvfree(sctx->verity_descriptor);
8391
8392                 close_current_inode(sctx);
8393
8394                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->name_cache);
8395                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->backref_cache);
8396                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->dir_created_cache);
8397                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->dir_utimes_cache);
8398
8399                 kfree(sctx);
8400         }
8401
8402         return ret;
8403 }