Merge tag 'for-6.9-part2-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kdave...
[linux-2.6-microblaze.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 "print-tree.h"
29 #include "accessors.h"
30 #include "dir-item.h"
31 #include "file-item.h"
32 #include "ioctl.h"
33 #include "verity.h"
34 #include "lru_cache.h"
35
36 /*
37  * Maximum number of references an extent can have in order for us to attempt to
38  * issue clone operations instead of write operations. This currently exists to
39  * avoid hitting limitations of the backreference walking code (taking a lot of
40  * time and using too much memory for extents with large number of references).
41  */
42 #define SEND_MAX_EXTENT_REFS    1024
43
44 /*
45  * A fs_path is a helper to dynamically build path names with unknown size.
46  * It reallocates the internal buffer on demand.
47  * It allows fast adding of path elements on the right side (normal path) and
48  * fast adding to the left side (reversed path). A reversed path can also be
49  * unreversed if needed.
50  */
51 struct fs_path {
52         union {
53                 struct {
54                         char *start;
55                         char *end;
56
57                         char *buf;
58                         unsigned short buf_len:15;
59                         unsigned short reversed:1;
60                         char inline_buf[];
61                 };
62                 /*
63                  * Average path length does not exceed 200 bytes, we'll have
64                  * better packing in the slab and higher chance to satisfy
65                  * a allocation later during send.
66                  */
67                 char pad[256];
68         };
69 };
70 #define FS_PATH_INLINE_SIZE \
71         (sizeof(struct fs_path) - offsetof(struct fs_path, inline_buf))
72
73
74 /* reused for each extent */
75 struct clone_root {
76         struct btrfs_root *root;
77         u64 ino;
78         u64 offset;
79         u64 num_bytes;
80         bool found_ref;
81 };
82
83 #define SEND_MAX_NAME_CACHE_SIZE                        256
84
85 /*
86  * Limit the root_ids array of struct backref_cache_entry to 17 elements.
87  * This makes the size of a cache entry to be exactly 192 bytes on x86_64, which
88  * can be satisfied from the kmalloc-192 slab, without wasting any space.
89  * The most common case is to have a single root for cloning, which corresponds
90  * to the send root. Having the user specify more than 16 clone roots is not
91  * common, and in such rare cases we simply don't use caching if the number of
92  * cloning roots that lead down to a leaf is more than 17.
93  */
94 #define SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS                    17
95
96 /*
97  * Max number of entries in the cache.
98  * With SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS as 17, the size in bytes, excluding
99  * maple tree's internal nodes, is 24K.
100  */
101 #define SEND_MAX_BACKREF_CACHE_SIZE 128
102
103 /*
104  * A backref cache entry maps a leaf to a list of IDs of roots from which the
105  * leaf is accessible and we can use for clone operations.
106  * With SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS as 12, each cache entry is 128 bytes (on
107  * x86_64).
108  */
109 struct backref_cache_entry {
110         struct btrfs_lru_cache_entry entry;
111         u64 root_ids[SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS];
112         /* Number of valid elements in the root_ids array. */
113         int num_roots;
114 };
115
116 /* See the comment at lru_cache.h about struct btrfs_lru_cache_entry. */
117 static_assert(offsetof(struct backref_cache_entry, entry) == 0);
118
119 /*
120  * Max number of entries in the cache that stores directories that were already
121  * created. The cache uses raw struct btrfs_lru_cache_entry entries, so it uses
122  * at most 4096 bytes - sizeof(struct btrfs_lru_cache_entry) is 48 bytes, but
123  * the kmalloc-64 slab is used, so we get 4096 bytes (64 bytes * 64).
124  */
125 #define SEND_MAX_DIR_CREATED_CACHE_SIZE                 64
126
127 /*
128  * Max number of entries in the cache that stores directories that were already
129  * created. The cache uses raw struct btrfs_lru_cache_entry entries, so it uses
130  * at most 4096 bytes - sizeof(struct btrfs_lru_cache_entry) is 48 bytes, but
131  * the kmalloc-64 slab is used, so we get 4096 bytes (64 bytes * 64).
132  */
133 #define SEND_MAX_DIR_UTIMES_CACHE_SIZE                  64
134
135 struct send_ctx {
136         struct file *send_filp;
137         loff_t send_off;
138         char *send_buf;
139         u32 send_size;
140         u32 send_max_size;
141         /*
142          * Whether BTRFS_SEND_A_DATA attribute was already added to current
143          * command (since protocol v2, data must be the last attribute).
144          */
145         bool put_data;
146         struct page **send_buf_pages;
147         u64 flags;      /* 'flags' member of btrfs_ioctl_send_args is u64 */
148         /* Protocol version compatibility requested */
149         u32 proto;
150
151         struct btrfs_root *send_root;
152         struct btrfs_root *parent_root;
153         struct clone_root *clone_roots;
154         int clone_roots_cnt;
155
156         /* current state of the compare_tree call */
157         struct btrfs_path *left_path;
158         struct btrfs_path *right_path;
159         struct btrfs_key *cmp_key;
160
161         /*
162          * Keep track of the generation of the last transaction that was used
163          * for relocating a block group. This is periodically checked in order
164          * to detect if a relocation happened since the last check, so that we
165          * don't operate on stale extent buffers for nodes (level >= 1) or on
166          * stale disk_bytenr values of file extent items.
167          */
168         u64 last_reloc_trans;
169
170         /*
171          * infos of the currently processed inode. In case of deleted inodes,
172          * these are the values from the deleted inode.
173          */
174         u64 cur_ino;
175         u64 cur_inode_gen;
176         u64 cur_inode_size;
177         u64 cur_inode_mode;
178         u64 cur_inode_rdev;
179         u64 cur_inode_last_extent;
180         u64 cur_inode_next_write_offset;
181         bool cur_inode_new;
182         bool cur_inode_new_gen;
183         bool cur_inode_deleted;
184         bool ignore_cur_inode;
185         bool cur_inode_needs_verity;
186         void *verity_descriptor;
187
188         u64 send_progress;
189
190         struct list_head new_refs;
191         struct list_head deleted_refs;
192
193         struct btrfs_lru_cache name_cache;
194
195         /*
196          * The inode we are currently processing. It's not NULL only when we
197          * need to issue write commands for data extents from this inode.
198          */
199         struct inode *cur_inode;
200         struct file_ra_state ra;
201         u64 page_cache_clear_start;
202         bool clean_page_cache;
203
204         /*
205          * We process inodes by their increasing order, so if before an
206          * incremental send we reverse the parent/child relationship of
207          * directories such that a directory with a lower inode number was
208          * the parent of a directory with a higher inode number, and the one
209          * becoming the new parent got renamed too, we can't rename/move the
210          * directory with lower inode number when we finish processing it - we
211          * must process the directory with higher inode number first, then
212          * rename/move it and then rename/move the directory with lower inode
213          * number. Example follows.
214          *
215          * Tree state when the first send was performed:
216          *
217          * .
218          * |-- a                   (ino 257)
219          *     |-- b               (ino 258)
220          *         |
221          *         |
222          *         |-- c           (ino 259)
223          *         |   |-- d       (ino 260)
224          *         |
225          *         |-- c2          (ino 261)
226          *
227          * Tree state when the second (incremental) send is performed:
228          *
229          * .
230          * |-- a                   (ino 257)
231          *     |-- b               (ino 258)
232          *         |-- c2          (ino 261)
233          *             |-- d2      (ino 260)
234          *                 |-- cc  (ino 259)
235          *
236          * The sequence of steps that lead to the second state was:
237          *
238          * mv /a/b/c/d /a/b/c2/d2
239          * mv /a/b/c /a/b/c2/d2/cc
240          *
241          * "c" has lower inode number, but we can't move it (2nd mv operation)
242          * before we move "d", which has higher inode number.
243          *
244          * So we just memorize which move/rename operations must be performed
245          * later when their respective parent is processed and moved/renamed.
246          */
247
248         /* Indexed by parent directory inode number. */
249         struct rb_root pending_dir_moves;
250
251         /*
252          * Reverse index, indexed by the inode number of a directory that
253          * is waiting for the move/rename of its immediate parent before its
254          * own move/rename can be performed.
255          */
256         struct rb_root waiting_dir_moves;
257
258         /*
259          * A directory that is going to be rm'ed might have a child directory
260          * which is in the pending directory moves index above. In this case,
261          * the directory can only be removed after the move/rename of its child
262          * is performed. Example:
263          *
264          * Parent snapshot:
265          *
266          * .                        (ino 256)
267          * |-- a/                   (ino 257)
268          *     |-- b/               (ino 258)
269          *         |-- c/           (ino 259)
270          *         |   |-- x/       (ino 260)
271          *         |
272          *         |-- y/           (ino 261)
273          *
274          * Send snapshot:
275          *
276          * .                        (ino 256)
277          * |-- a/                   (ino 257)
278          *     |-- b/               (ino 258)
279          *         |-- YY/          (ino 261)
280          *              |-- x/      (ino 260)
281          *
282          * Sequence of steps that lead to the send snapshot:
283          * rm -f /a/b/c/foo.txt
284          * mv /a/b/y /a/b/YY
285          * mv /a/b/c/x /a/b/YY
286          * rmdir /a/b/c
287          *
288          * When the child is processed, its move/rename is delayed until its
289          * parent is processed (as explained above), but all other operations
290          * like update utimes, chown, chgrp, etc, are performed and the paths
291          * that it uses for those operations must use the orphanized name of
292          * its parent (the directory we're going to rm later), so we need to
293          * memorize that name.
294          *
295          * Indexed by the inode number of the directory to be deleted.
296          */
297         struct rb_root orphan_dirs;
298
299         struct rb_root rbtree_new_refs;
300         struct rb_root rbtree_deleted_refs;
301
302         struct btrfs_lru_cache backref_cache;
303         u64 backref_cache_last_reloc_trans;
304
305         struct btrfs_lru_cache dir_created_cache;
306         struct btrfs_lru_cache dir_utimes_cache;
307 };
308
309 struct pending_dir_move {
310         struct rb_node node;
311         struct list_head list;
312         u64 parent_ino;
313         u64 ino;
314         u64 gen;
315         struct list_head update_refs;
316 };
317
318 struct waiting_dir_move {
319         struct rb_node node;
320         u64 ino;
321         /*
322          * There might be some directory that could not be removed because it
323          * was waiting for this directory inode to be moved first. Therefore
324          * after this directory is moved, we can try to rmdir the ino rmdir_ino.
325          */
326         u64 rmdir_ino;
327         u64 rmdir_gen;
328         bool orphanized;
329 };
330
331 struct orphan_dir_info {
332         struct rb_node node;
333         u64 ino;
334         u64 gen;
335         u64 last_dir_index_offset;
336         u64 dir_high_seq_ino;
337 };
338
339 struct name_cache_entry {
340         /*
341          * The key in the entry is an inode number, and the generation matches
342          * the inode's generation.
343          */
344         struct btrfs_lru_cache_entry entry;
345         u64 parent_ino;
346         u64 parent_gen;
347         int ret;
348         int need_later_update;
349         int name_len;
350         char name[];
351 };
352
353 /* See the comment at lru_cache.h about struct btrfs_lru_cache_entry. */
354 static_assert(offsetof(struct name_cache_entry, entry) == 0);
355
356 #define ADVANCE                                                 1
357 #define ADVANCE_ONLY_NEXT                                       -1
358
359 enum btrfs_compare_tree_result {
360         BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
361         BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
362         BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED,
363         BTRFS_COMPARE_TREE_SAME,
364 };
365
366 __cold
367 static void inconsistent_snapshot_error(struct send_ctx *sctx,
368                                         enum btrfs_compare_tree_result result,
369                                         const char *what)
370 {
371         const char *result_string;
372
373         switch (result) {
374         case BTRFS_COMPARE_TREE_NEW:
375                 result_string = "new";
376                 break;
377         case BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED:
378                 result_string = "deleted";
379                 break;
380         case BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED:
381                 result_string = "updated";
382                 break;
383         case BTRFS_COMPARE_TREE_SAME:
384                 ASSERT(0);
385                 result_string = "unchanged";
386                 break;
387         default:
388                 ASSERT(0);
389                 result_string = "unexpected";
390         }
391
392         btrfs_err(sctx->send_root->fs_info,
393                   "Send: inconsistent snapshot, found %s %s for inode %llu without updated inode item, send root is %llu, parent root is %llu",
394                   result_string, what, sctx->cmp_key->objectid,
395                   sctx->send_root->root_key.objectid,
396                   (sctx->parent_root ?
397                    sctx->parent_root->root_key.objectid : 0));
398 }
399
400 __maybe_unused
401 static bool proto_cmd_ok(const struct send_ctx *sctx, int cmd)
402 {
403         switch (sctx->proto) {
404         case 1:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V1;
405         case 2:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V2;
406         case 3:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V3;
407         default: return false;
408         }
409 }
410
411 static int is_waiting_for_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino);
412
413 static struct waiting_dir_move *
414 get_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino);
415
416 static int is_waiting_for_rm(struct send_ctx *sctx, u64 dir_ino, u64 gen);
417
418 static int need_send_hole(struct send_ctx *sctx)
419 {
420         return (sctx->parent_root && !sctx->cur_inode_new &&
421                 !sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted &&
422                 S_ISREG(sctx->cur_inode_mode));
423 }
424
425 static void fs_path_reset(struct fs_path *p)
426 {
427         if (p->reversed) {
428                 p->start = p->buf + p->buf_len - 1;
429                 p->end = p->start;
430                 *p->start = 0;
431         } else {
432                 p->start = p->buf;
433                 p->end = p->start;
434                 *p->start = 0;
435         }
436 }
437
438 static struct fs_path *fs_path_alloc(void)
439 {
440         struct fs_path *p;
441
442         p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
443         if (!p)
444                 return NULL;
445         p->reversed = 0;
446         p->buf = p->inline_buf;
447         p->buf_len = FS_PATH_INLINE_SIZE;
448         fs_path_reset(p);
449         return p;
450 }
451
452 static struct fs_path *fs_path_alloc_reversed(void)
453 {
454         struct fs_path *p;
455
456         p = fs_path_alloc();
457         if (!p)
458                 return NULL;
459         p->reversed = 1;
460         fs_path_reset(p);
461         return p;
462 }
463
464 static void fs_path_free(struct fs_path *p)
465 {
466         if (!p)
467                 return;
468         if (p->buf != p->inline_buf)
469                 kfree(p->buf);
470         kfree(p);
471 }
472
473 static int fs_path_len(struct fs_path *p)
474 {
475         return p->end - p->start;
476 }
477
478 static int fs_path_ensure_buf(struct fs_path *p, int len)
479 {
480         char *tmp_buf;
481         int path_len;
482         int old_buf_len;
483
484         len++;
485
486         if (p->buf_len >= len)
487                 return 0;
488
489         if (len > PATH_MAX) {
490                 WARN_ON(1);
491                 return -ENOMEM;
492         }
493
494         path_len = p->end - p->start;
495         old_buf_len = p->buf_len;
496
497         /*
498          * Allocate to the next largest kmalloc bucket size, to let
499          * the fast path happen most of the time.
500          */
501         len = kmalloc_size_roundup(len);
502         /*
503          * First time the inline_buf does not suffice
504          */
505         if (p->buf == p->inline_buf) {
506                 tmp_buf = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
507                 if (tmp_buf)
508                         memcpy(tmp_buf, p->buf, old_buf_len);
509         } else {
510                 tmp_buf = krealloc(p->buf, len, GFP_KERNEL);
511         }
512         if (!tmp_buf)
513                 return -ENOMEM;
514         p->buf = tmp_buf;
515         p->buf_len = len;
516
517         if (p->reversed) {
518                 tmp_buf = p->buf + old_buf_len - path_len - 1;
519                 p->end = p->buf + p->buf_len - 1;
520                 p->start = p->end - path_len;
521                 memmove(p->start, tmp_buf, path_len + 1);
522         } else {
523                 p->start = p->buf;
524                 p->end = p->start + path_len;
525         }
526         return 0;
527 }
528
529 static int fs_path_prepare_for_add(struct fs_path *p, int name_len,
530                                    char **prepared)
531 {
532         int ret;
533         int new_len;
534
535         new_len = p->end - p->start + name_len;
536         if (p->start != p->end)
537                 new_len++;
538         ret = fs_path_ensure_buf(p, new_len);
539         if (ret < 0)
540                 goto out;
541
542         if (p->reversed) {
543                 if (p->start != p->end)
544                         *--p->start = '/';
545                 p->start -= name_len;
546                 *prepared = p->start;
547         } else {
548                 if (p->start != p->end)
549                         *p->end++ = '/';
550                 *prepared = p->end;
551                 p->end += name_len;
552                 *p->end = 0;
553         }
554
555 out:
556         return ret;
557 }
558
559 static int fs_path_add(struct fs_path *p, const char *name, int name_len)
560 {
561         int ret;
562         char *prepared;
563
564         ret = fs_path_prepare_for_add(p, name_len, &prepared);
565         if (ret < 0)
566                 goto out;
567         memcpy(prepared, name, name_len);
568
569 out:
570         return ret;
571 }
572
573 static int fs_path_add_path(struct fs_path *p, struct fs_path *p2)
574 {
575         int ret;
576         char *prepared;
577
578         ret = fs_path_prepare_for_add(p, p2->end - p2->start, &prepared);
579         if (ret < 0)
580                 goto out;
581         memcpy(prepared, p2->start, p2->end - p2->start);
582
583 out:
584         return ret;
585 }
586
587 static int fs_path_add_from_extent_buffer(struct fs_path *p,
588                                           struct extent_buffer *eb,
589                                           unsigned long off, int len)
590 {
591         int ret;
592         char *prepared;
593
594         ret = fs_path_prepare_for_add(p, len, &prepared);
595         if (ret < 0)
596                 goto out;
597
598         read_extent_buffer(eb, prepared, off, len);
599
600 out:
601         return ret;
602 }
603
604 static int fs_path_copy(struct fs_path *p, struct fs_path *from)
605 {
606         p->reversed = from->reversed;
607         fs_path_reset(p);
608
609         return fs_path_add_path(p, from);
610 }
611
612 static void fs_path_unreverse(struct fs_path *p)
613 {
614         char *tmp;
615         int len;
616
617         if (!p->reversed)
618                 return;
619
620         tmp = p->start;
621         len = p->end - p->start;
622         p->start = p->buf;
623         p->end = p->start + len;
624         memmove(p->start, tmp, len + 1);
625         p->reversed = 0;
626 }
627
628 static struct btrfs_path *alloc_path_for_send(void)
629 {
630         struct btrfs_path *path;
631
632         path = btrfs_alloc_path();
633         if (!path)
634                 return NULL;
635         path->search_commit_root = 1;
636         path->skip_locking = 1;
637         path->need_commit_sem = 1;
638         return path;
639 }
640
641 static int write_buf(struct file *filp, const void *buf, u32 len, loff_t *off)
642 {
643         int ret;
644         u32 pos = 0;
645
646         while (pos < len) {
647                 ret = kernel_write(filp, buf + pos, len - pos, off);
648                 if (ret < 0)
649                         return ret;
650                 if (ret == 0)
651                         return -EIO;
652                 pos += ret;
653         }
654
655         return 0;
656 }
657
658 static int tlv_put(struct send_ctx *sctx, u16 attr, const void *data, int len)
659 {
660         struct btrfs_tlv_header *hdr;
661         int total_len = sizeof(*hdr) + len;
662         int left = sctx->send_max_size - sctx->send_size;
663
664         if (WARN_ON_ONCE(sctx->put_data))
665                 return -EINVAL;
666
667         if (unlikely(left < total_len))
668                 return -EOVERFLOW;
669
670         hdr = (struct btrfs_tlv_header *) (sctx->send_buf + sctx->send_size);
671         put_unaligned_le16(attr, &hdr->tlv_type);
672         put_unaligned_le16(len, &hdr->tlv_len);
673         memcpy(hdr + 1, data, len);
674         sctx->send_size += total_len;
675
676         return 0;
677 }
678
679 #define TLV_PUT_DEFINE_INT(bits) \
680         static int tlv_put_u##bits(struct send_ctx *sctx,               \
681                         u##bits attr, u##bits value)                    \
682         {                                                               \
683                 __le##bits __tmp = cpu_to_le##bits(value);              \
684                 return tlv_put(sctx, attr, &__tmp, sizeof(__tmp));      \
685         }
686
687 TLV_PUT_DEFINE_INT(8)
688 TLV_PUT_DEFINE_INT(32)
689 TLV_PUT_DEFINE_INT(64)
690
691 static int tlv_put_string(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
692                           const char *str, int len)
693 {
694         if (len == -1)
695                 len = strlen(str);
696         return tlv_put(sctx, attr, str, len);
697 }
698
699 static int tlv_put_uuid(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
700                         const u8 *uuid)
701 {
702         return tlv_put(sctx, attr, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
703 }
704
705 static int tlv_put_btrfs_timespec(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
706                                   struct extent_buffer *eb,
707                                   struct btrfs_timespec *ts)
708 {
709         struct btrfs_timespec bts;
710         read_extent_buffer(eb, &bts, (unsigned long)ts, sizeof(bts));
711         return tlv_put(sctx, attr, &bts, sizeof(bts));
712 }
713
714
715 #define TLV_PUT(sctx, attrtype, data, attrlen) \
716         do { \
717                 ret = tlv_put(sctx, attrtype, data, attrlen); \
718                 if (ret < 0) \
719                         goto tlv_put_failure; \
720         } while (0)
721
722 #define TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, bits, value) \
723         do { \
724                 ret = tlv_put_u##bits(sctx, attrtype, value); \
725                 if (ret < 0) \
726                         goto tlv_put_failure; \
727         } while (0)
728
729 #define TLV_PUT_U8(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 8, data)
730 #define TLV_PUT_U16(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 16, data)
731 #define TLV_PUT_U32(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 32, data)
732 #define TLV_PUT_U64(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 64, data)
733 #define TLV_PUT_STRING(sctx, attrtype, str, len) \
734         do { \
735                 ret = tlv_put_string(sctx, attrtype, str, len); \
736                 if (ret < 0) \
737                         goto tlv_put_failure; \
738         } while (0)
739 #define TLV_PUT_PATH(sctx, attrtype, p) \
740         do { \
741                 ret = tlv_put_string(sctx, attrtype, p->start, \
742                         p->end - p->start); \
743                 if (ret < 0) \
744                         goto tlv_put_failure; \
745         } while(0)
746 #define TLV_PUT_UUID(sctx, attrtype, uuid) \
747         do { \
748                 ret = tlv_put_uuid(sctx, attrtype, uuid); \
749                 if (ret < 0) \
750                         goto tlv_put_failure; \
751         } while (0)
752 #define TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, attrtype, eb, ts) \
753         do { \
754                 ret = tlv_put_btrfs_timespec(sctx, attrtype, eb, ts); \
755                 if (ret < 0) \
756                         goto tlv_put_failure; \
757         } while (0)
758
759 static int send_header(struct send_ctx *sctx)
760 {
761         struct btrfs_stream_header hdr;
762
763         strcpy(hdr.magic, BTRFS_SEND_STREAM_MAGIC);
764         hdr.version = cpu_to_le32(sctx->proto);
765         return write_buf(sctx->send_filp, &hdr, sizeof(hdr),
766                                         &sctx->send_off);
767 }
768
769 /*
770  * For each command/item we want to send to userspace, we call this function.
771  */
772 static int begin_cmd(struct send_ctx *sctx, int cmd)
773 {
774         struct btrfs_cmd_header *hdr;
775
776         if (WARN_ON(!sctx->send_buf))
777                 return -EINVAL;
778
779         if (unlikely(sctx->send_size != 0)) {
780                 btrfs_err(sctx->send_root->fs_info,
781                           "send: command header buffer not empty cmd %d offset %llu",
782                           cmd, sctx->send_off);
783                 return -EINVAL;
784         }
785
786         sctx->send_size += sizeof(*hdr);
787         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
788         put_unaligned_le16(cmd, &hdr->cmd);
789
790         return 0;
791 }
792
793 static int send_cmd(struct send_ctx *sctx)
794 {
795         int ret;
796         struct btrfs_cmd_header *hdr;
797         u32 crc;
798
799         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
800         put_unaligned_le32(sctx->send_size - sizeof(*hdr), &hdr->len);
801         put_unaligned_le32(0, &hdr->crc);
802
803         crc = crc32c(0, (unsigned char *)sctx->send_buf, sctx->send_size);
804         put_unaligned_le32(crc, &hdr->crc);
805
806         ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf, sctx->send_size,
807                                         &sctx->send_off);
808
809         sctx->send_size = 0;
810         sctx->put_data = false;
811
812         return ret;
813 }
814
815 /*
816  * Sends a move instruction to user space
817  */
818 static int send_rename(struct send_ctx *sctx,
819                      struct fs_path *from, struct fs_path *to)
820 {
821         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
822         int ret;
823
824         btrfs_debug(fs_info, "send_rename %s -> %s", from->start, to->start);
825
826         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_RENAME);
827         if (ret < 0)
828                 goto out;
829
830         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, from);
831         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_TO, to);
832
833         ret = send_cmd(sctx);
834
835 tlv_put_failure:
836 out:
837         return ret;
838 }
839
840 /*
841  * Sends a link instruction to user space
842  */
843 static int send_link(struct send_ctx *sctx,
844                      struct fs_path *path, struct fs_path *lnk)
845 {
846         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
847         int ret;
848
849         btrfs_debug(fs_info, "send_link %s -> %s", path->start, lnk->start);
850
851         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_LINK);
852         if (ret < 0)
853                 goto out;
854
855         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
856         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_LINK, lnk);
857
858         ret = send_cmd(sctx);
859
860 tlv_put_failure:
861 out:
862         return ret;
863 }
864
865 /*
866  * Sends an unlink instruction to user space
867  */
868 static int send_unlink(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path)
869 {
870         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
871         int ret;
872
873         btrfs_debug(fs_info, "send_unlink %s", path->start);
874
875         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UNLINK);
876         if (ret < 0)
877                 goto out;
878
879         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
880
881         ret = send_cmd(sctx);
882
883 tlv_put_failure:
884 out:
885         return ret;
886 }
887
888 /*
889  * Sends a rmdir instruction to user space
890  */
891 static int send_rmdir(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path)
892 {
893         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
894         int ret;
895
896         btrfs_debug(fs_info, "send_rmdir %s", path->start);
897
898         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_RMDIR);
899         if (ret < 0)
900                 goto out;
901
902         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
903
904         ret = send_cmd(sctx);
905
906 tlv_put_failure:
907 out:
908         return ret;
909 }
910
911 struct btrfs_inode_info {
912         u64 size;
913         u64 gen;
914         u64 mode;
915         u64 uid;
916         u64 gid;
917         u64 rdev;
918         u64 fileattr;
919         u64 nlink;
920 };
921
922 /*
923  * Helper function to retrieve some fields from an inode item.
924  */
925 static int get_inode_info(struct btrfs_root *root, u64 ino,
926                           struct btrfs_inode_info *info)
927 {
928         int ret;
929         struct btrfs_path *path;
930         struct btrfs_inode_item *ii;
931         struct btrfs_key key;
932
933         path = alloc_path_for_send();
934         if (!path)
935                 return -ENOMEM;
936
937         key.objectid = ino;
938         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
939         key.offset = 0;
940         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
941         if (ret) {
942                 if (ret > 0)
943                         ret = -ENOENT;
944                 goto out;
945         }
946
947         if (!info)
948                 goto out;
949
950         ii = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
951                         struct btrfs_inode_item);
952         info->size = btrfs_inode_size(path->nodes[0], ii);
953         info->gen = btrfs_inode_generation(path->nodes[0], ii);
954         info->mode = btrfs_inode_mode(path->nodes[0], ii);
955         info->uid = btrfs_inode_uid(path->nodes[0], ii);
956         info->gid = btrfs_inode_gid(path->nodes[0], ii);
957         info->rdev = btrfs_inode_rdev(path->nodes[0], ii);
958         info->nlink = btrfs_inode_nlink(path->nodes[0], ii);
959         /*
960          * Transfer the unchanged u64 value of btrfs_inode_item::flags, that's
961          * otherwise logically split to 32/32 parts.
962          */
963         info->fileattr = btrfs_inode_flags(path->nodes[0], ii);
964
965 out:
966         btrfs_free_path(path);
967         return ret;
968 }
969
970 static int get_inode_gen(struct btrfs_root *root, u64 ino, u64 *gen)
971 {
972         int ret;
973         struct btrfs_inode_info info = { 0 };
974
975         ASSERT(gen);
976
977         ret = get_inode_info(root, ino, &info);
978         *gen = info.gen;
979         return ret;
980 }
981
982 typedef int (*iterate_inode_ref_t)(int num, u64 dir, int index,
983                                    struct fs_path *p,
984                                    void *ctx);
985
986 /*
987  * Helper function to iterate the entries in ONE btrfs_inode_ref or
988  * btrfs_inode_extref.
989  * The iterate callback may return a non zero value to stop iteration. This can
990  * be a negative value for error codes or 1 to simply stop it.
991  *
992  * path must point to the INODE_REF or INODE_EXTREF when called.
993  */
994 static int iterate_inode_ref(struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path,
995                              struct btrfs_key *found_key, int resolve,
996                              iterate_inode_ref_t iterate, void *ctx)
997 {
998         struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
999         struct btrfs_inode_ref *iref;
1000         struct btrfs_inode_extref *extref;
1001         struct btrfs_path *tmp_path;
1002         struct fs_path *p;
1003         u32 cur = 0;
1004         u32 total;
1005         int slot = path->slots[0];
1006         u32 name_len;
1007         char *start;
1008         int ret = 0;
1009         int num = 0;
1010         int index;
1011         u64 dir;
1012         unsigned long name_off;
1013         unsigned long elem_size;
1014         unsigned long ptr;
1015
1016         p = fs_path_alloc_reversed();
1017         if (!p)
1018                 return -ENOMEM;
1019
1020         tmp_path = alloc_path_for_send();
1021         if (!tmp_path) {
1022                 fs_path_free(p);
1023                 return -ENOMEM;
1024         }
1025
1026
1027         if (found_key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
1028                 ptr = (unsigned long)btrfs_item_ptr(eb, slot,
1029                                                     struct btrfs_inode_ref);
1030                 total = btrfs_item_size(eb, slot);
1031                 elem_size = sizeof(*iref);
1032         } else {
1033                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(eb, slot);
1034                 total = btrfs_item_size(eb, slot);
1035                 elem_size = sizeof(*extref);
1036         }
1037
1038         while (cur < total) {
1039                 fs_path_reset(p);
1040
1041                 if (found_key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
1042                         iref = (struct btrfs_inode_ref *)(ptr + cur);
1043                         name_len = btrfs_inode_ref_name_len(eb, iref);
1044                         name_off = (unsigned long)(iref + 1);
1045                         index = btrfs_inode_ref_index(eb, iref);
1046                         dir = found_key->offset;
1047                 } else {
1048                         extref = (struct btrfs_inode_extref *)(ptr + cur);
1049                         name_len = btrfs_inode_extref_name_len(eb, extref);
1050                         name_off = (unsigned long)&extref->name;
1051                         index = btrfs_inode_extref_index(eb, extref);
1052                         dir = btrfs_inode_extref_parent(eb, extref);
1053                 }
1054
1055                 if (resolve) {
1056                         start = btrfs_ref_to_path(root, tmp_path, name_len,
1057                                                   name_off, eb, dir,
1058                                                   p->buf, p->buf_len);
1059                         if (IS_ERR(start)) {
1060                                 ret = PTR_ERR(start);
1061                                 goto out;
1062                         }
1063                         if (start < p->buf) {
1064                                 /* overflow , try again with larger buffer */
1065                                 ret = fs_path_ensure_buf(p,
1066                                                 p->buf_len + p->buf - start);
1067                                 if (ret < 0)
1068                                         goto out;
1069                                 start = btrfs_ref_to_path(root, tmp_path,
1070                                                           name_len, name_off,
1071                                                           eb, dir,
1072                                                           p->buf, p->buf_len);
1073                                 if (IS_ERR(start)) {
1074                                         ret = PTR_ERR(start);
1075                                         goto out;
1076                                 }
1077                                 if (unlikely(start < p->buf)) {
1078                                         btrfs_err(root->fs_info,
1079                         "send: path ref buffer underflow for key (%llu %u %llu)",
1080                                                   found_key->objectid,
1081                                                   found_key->type,
1082                                                   found_key->offset);
1083                                         ret = -EINVAL;
1084                                         goto out;
1085                                 }
1086                         }
1087                         p->start = start;
1088                 } else {
1089                         ret = fs_path_add_from_extent_buffer(p, eb, name_off,
1090                                                              name_len);
1091                         if (ret < 0)
1092                                 goto out;
1093                 }
1094
1095                 cur += elem_size + name_len;
1096                 ret = iterate(num, dir, index, p, ctx);
1097                 if (ret)
1098                         goto out;
1099                 num++;
1100         }
1101
1102 out:
1103         btrfs_free_path(tmp_path);
1104         fs_path_free(p);
1105         return ret;
1106 }
1107
1108 typedef int (*iterate_dir_item_t)(int num, struct btrfs_key *di_key,
1109                                   const char *name, int name_len,
1110                                   const char *data, int data_len,
1111                                   void *ctx);
1112
1113 /*
1114  * Helper function to iterate the entries in ONE btrfs_dir_item.
1115  * The iterate callback may return a non zero value to stop iteration. This can
1116  * be a negative value for error codes or 1 to simply stop it.
1117  *
1118  * path must point to the dir item when called.
1119  */
1120 static int iterate_dir_item(struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path,
1121                             iterate_dir_item_t iterate, void *ctx)
1122 {
1123         int ret = 0;
1124         struct extent_buffer *eb;
1125         struct btrfs_dir_item *di;
1126         struct btrfs_key di_key;
1127         char *buf = NULL;
1128         int buf_len;
1129         u32 name_len;
1130         u32 data_len;
1131         u32 cur;
1132         u32 len;
1133         u32 total;
1134         int slot;
1135         int num;
1136
1137         /*
1138          * Start with a small buffer (1 page). If later we end up needing more
1139          * space, which can happen for xattrs on a fs with a leaf size greater
1140          * then the page size, attempt to increase the buffer. Typically xattr
1141          * values are small.
1142          */
1143         buf_len = PATH_MAX;
1144         buf = kmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
1145         if (!buf) {
1146                 ret = -ENOMEM;
1147                 goto out;
1148         }
1149
1150         eb = path->nodes[0];
1151         slot = path->slots[0];
1152         di = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dir_item);
1153         cur = 0;
1154         len = 0;
1155         total = btrfs_item_size(eb, slot);
1156
1157         num = 0;
1158         while (cur < total) {
1159                 name_len = btrfs_dir_name_len(eb, di);
1160                 data_len = btrfs_dir_data_len(eb, di);
1161                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(eb, di, &di_key);
1162
1163                 if (btrfs_dir_ftype(eb, di) == BTRFS_FT_XATTR) {
1164                         if (name_len > XATTR_NAME_MAX) {
1165                                 ret = -ENAMETOOLONG;
1166                                 goto out;
1167                         }
1168                         if (name_len + data_len >
1169                                         BTRFS_MAX_XATTR_SIZE(root->fs_info)) {
1170                                 ret = -E2BIG;
1171                                 goto out;
1172                         }
1173                 } else {
1174                         /*
1175                          * Path too long
1176                          */
1177                         if (name_len + data_len > PATH_MAX) {
1178                                 ret = -ENAMETOOLONG;
1179                                 goto out;
1180                         }
1181                 }
1182
1183                 if (name_len + data_len > buf_len) {
1184                         buf_len = name_len + data_len;
1185                         if (is_vmalloc_addr(buf)) {
1186                                 vfree(buf);
1187                                 buf = NULL;
1188                         } else {
1189                                 char *tmp = krealloc(buf, buf_len,
1190                                                 GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1191
1192                                 if (!tmp)
1193                                         kfree(buf);
1194                                 buf = tmp;
1195                         }
1196                         if (!buf) {
1197                                 buf = kvmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
1198                                 if (!buf) {
1199                                         ret = -ENOMEM;
1200                                         goto out;
1201                                 }
1202                         }
1203                 }
1204
1205                 read_extent_buffer(eb, buf, (unsigned long)(di + 1),
1206                                 name_len + data_len);
1207
1208                 len = sizeof(*di) + name_len + data_len;
1209                 di = (struct btrfs_dir_item *)((char *)di + len);
1210                 cur += len;
1211
1212                 ret = iterate(num, &di_key, buf, name_len, buf + name_len,
1213                               data_len, ctx);
1214                 if (ret < 0)
1215                         goto out;
1216                 if (ret) {
1217                         ret = 0;
1218                         goto out;
1219                 }
1220
1221                 num++;
1222         }
1223
1224 out:
1225         kvfree(buf);
1226         return ret;
1227 }
1228
1229 static int __copy_first_ref(int num, u64 dir, int index,
1230                             struct fs_path *p, void *ctx)
1231 {
1232         int ret;
1233         struct fs_path *pt = ctx;
1234
1235         ret = fs_path_copy(pt, p);
1236         if (ret < 0)
1237                 return ret;
1238
1239         /* we want the first only */
1240         return 1;
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Retrieve the first path of an inode. If an inode has more then one
1245  * ref/hardlink, this is ignored.
1246  */
1247 static int get_inode_path(struct btrfs_root *root,
1248                           u64 ino, struct fs_path *path)
1249 {
1250         int ret;
1251         struct btrfs_key key, found_key;
1252         struct btrfs_path *p;
1253
1254         p = alloc_path_for_send();
1255         if (!p)
1256                 return -ENOMEM;
1257
1258         fs_path_reset(path);
1259
1260         key.objectid = ino;
1261         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
1262         key.offset = 0;
1263
1264         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, p, 1, 0);
1265         if (ret < 0)
1266                 goto out;
1267         if (ret) {
1268                 ret = 1;
1269                 goto out;
1270         }
1271         btrfs_item_key_to_cpu(p->nodes[0], &found_key, p->slots[0]);
1272         if (found_key.objectid != ino ||
1273             (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
1274              found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)) {
1275                 ret = -ENOENT;
1276                 goto out;
1277         }
1278
1279         ret = iterate_inode_ref(root, p, &found_key, 1,
1280                                 __copy_first_ref, path);
1281         if (ret < 0)
1282                 goto out;
1283         ret = 0;
1284
1285 out:
1286         btrfs_free_path(p);
1287         return ret;
1288 }
1289
1290 struct backref_ctx {
1291         struct send_ctx *sctx;
1292
1293         /* number of total found references */
1294         u64 found;
1295
1296         /*
1297          * used for clones found in send_root. clones found behind cur_objectid
1298          * and cur_offset are not considered as allowed clones.
1299          */
1300         u64 cur_objectid;
1301         u64 cur_offset;
1302
1303         /* may be truncated in case it's the last extent in a file */
1304         u64 extent_len;
1305
1306         /* The bytenr the file extent item we are processing refers to. */
1307         u64 bytenr;
1308         /* The owner (root id) of the data backref for the current extent. */
1309         u64 backref_owner;
1310         /* The offset of the data backref for the current extent. */
1311         u64 backref_offset;
1312 };
1313
1314 static int __clone_root_cmp_bsearch(const void *key, const void *elt)
1315 {
1316         u64 root = (u64)(uintptr_t)key;
1317         const struct clone_root *cr = elt;
1318
1319         if (root < cr->root->root_key.objectid)
1320                 return -1;
1321         if (root > cr->root->root_key.objectid)
1322                 return 1;
1323         return 0;
1324 }
1325
1326 static int __clone_root_cmp_sort(const void *e1, const void *e2)
1327 {
1328         const struct clone_root *cr1 = e1;
1329         const struct clone_root *cr2 = e2;
1330
1331         if (cr1->root->root_key.objectid < cr2->root->root_key.objectid)
1332                 return -1;
1333         if (cr1->root->root_key.objectid > cr2->root->root_key.objectid)
1334                 return 1;
1335         return 0;
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Called for every backref that is found for the current extent.
1340  * Results are collected in sctx->clone_roots->ino/offset.
1341  */
1342 static int iterate_backrefs(u64 ino, u64 offset, u64 num_bytes, u64 root_id,
1343                             void *ctx_)
1344 {
1345         struct backref_ctx *bctx = ctx_;
1346         struct clone_root *clone_root;
1347
1348         /* First check if the root is in the list of accepted clone sources */
1349         clone_root = bsearch((void *)(uintptr_t)root_id, bctx->sctx->clone_roots,
1350                              bctx->sctx->clone_roots_cnt,
1351                              sizeof(struct clone_root),
1352                              __clone_root_cmp_bsearch);
1353         if (!clone_root)
1354                 return 0;
1355
1356         /* This is our own reference, bail out as we can't clone from it. */
1357         if (clone_root->root == bctx->sctx->send_root &&
1358             ino == bctx->cur_objectid &&
1359             offset == bctx->cur_offset)
1360                 return 0;
1361
1362         /*
1363          * Make sure we don't consider clones from send_root that are
1364          * behind the current inode/offset.
1365          */
1366         if (clone_root->root == bctx->sctx->send_root) {
1367                 /*
1368                  * If the source inode was not yet processed we can't issue a
1369                  * clone operation, as the source extent does not exist yet at
1370                  * the destination of the stream.
1371                  */
1372                 if (ino > bctx->cur_objectid)
1373                         return 0;
1374                 /*
1375                  * We clone from the inode currently being sent as long as the
1376                  * source extent is already processed, otherwise we could try
1377                  * to clone from an extent that does not exist yet at the
1378                  * destination of the stream.
1379                  */
1380                 if (ino == bctx->cur_objectid &&
1381                     offset + bctx->extent_len >
1382                     bctx->sctx->cur_inode_next_write_offset)
1383                         return 0;
1384         }
1385
1386         bctx->found++;
1387         clone_root->found_ref = true;
1388
1389         /*
1390          * If the given backref refers to a file extent item with a larger
1391          * number of bytes than what we found before, use the new one so that
1392          * we clone more optimally and end up doing less writes and getting
1393          * less exclusive, non-shared extents at the destination.
1394          */
1395         if (num_bytes > clone_root->num_bytes) {
1396                 clone_root->ino = ino;
1397                 clone_root->offset = offset;
1398                 clone_root->num_bytes = num_bytes;
1399
1400                 /*
1401                  * Found a perfect candidate, so there's no need to continue
1402                  * backref walking.
1403                  */
1404                 if (num_bytes >= bctx->extent_len)
1405                         return BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP;
1406         }
1407
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 static bool lookup_backref_cache(u64 leaf_bytenr, void *ctx,
1412                                  const u64 **root_ids_ret, int *root_count_ret)
1413 {
1414         struct backref_ctx *bctx = ctx;
1415         struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1416         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1417         const u64 key = leaf_bytenr >> fs_info->sectorsize_bits;
1418         struct btrfs_lru_cache_entry *raw_entry;
1419         struct backref_cache_entry *entry;
1420
1421         if (sctx->backref_cache.size == 0)
1422                 return false;
1423
1424         /*
1425          * If relocation happened since we first filled the cache, then we must
1426          * empty the cache and can not use it, because even though we operate on
1427          * read-only roots, their leaves and nodes may have been reallocated and
1428          * now be used for different nodes/leaves of the same tree or some other
1429          * tree.
1430          *
1431          * We are called from iterate_extent_inodes() while either holding a
1432          * transaction handle or holding fs_info->commit_root_sem, so no need
1433          * to take any lock here.
1434          */
1435         if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->backref_cache_last_reloc_trans) {
1436                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->backref_cache);
1437                 return false;
1438         }
1439
1440         raw_entry = btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->backref_cache, key, 0);
1441         if (!raw_entry)
1442                 return false;
1443
1444         entry = container_of(raw_entry, struct backref_cache_entry, entry);
1445         *root_ids_ret = entry->root_ids;
1446         *root_count_ret = entry->num_roots;
1447
1448         return true;
1449 }
1450
1451 static void store_backref_cache(u64 leaf_bytenr, const struct ulist *root_ids,
1452                                 void *ctx)
1453 {
1454         struct backref_ctx *bctx = ctx;
1455         struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1456         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1457         struct backref_cache_entry *new_entry;
1458         struct ulist_iterator uiter;
1459         struct ulist_node *node;
1460         int ret;
1461
1462         /*
1463          * We're called while holding a transaction handle or while holding
1464          * fs_info->commit_root_sem (at iterate_extent_inodes()), so must do a
1465          * NOFS allocation.
1466          */
1467         new_entry = kmalloc(sizeof(struct backref_cache_entry), GFP_NOFS);
1468         /* No worries, cache is optional. */
1469         if (!new_entry)
1470                 return;
1471
1472         new_entry->entry.key = leaf_bytenr >> fs_info->sectorsize_bits;
1473         new_entry->entry.gen = 0;
1474         new_entry->num_roots = 0;
1475         ULIST_ITER_INIT(&uiter);
1476         while ((node = ulist_next(root_ids, &uiter)) != NULL) {
1477                 const u64 root_id = node->val;
1478                 struct clone_root *root;
1479
1480                 root = bsearch((void *)(uintptr_t)root_id, sctx->clone_roots,
1481                                sctx->clone_roots_cnt, sizeof(struct clone_root),
1482                                __clone_root_cmp_bsearch);
1483                 if (!root)
1484                         continue;
1485
1486                 /* Too many roots, just exit, no worries as caching is optional. */
1487                 if (new_entry->num_roots >= SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS) {
1488                         kfree(new_entry);
1489                         return;
1490                 }
1491
1492                 new_entry->root_ids[new_entry->num_roots] = root_id;
1493                 new_entry->num_roots++;
1494         }
1495
1496         /*
1497          * We may have not added any roots to the new cache entry, which means
1498          * none of the roots is part of the list of roots from which we are
1499          * allowed to clone. Cache the new entry as it's still useful to avoid
1500          * backref walking to determine which roots have a path to the leaf.
1501          *
1502          * Also use GFP_NOFS because we're called while holding a transaction
1503          * handle or while holding fs_info->commit_root_sem.
1504          */
1505         ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->backref_cache, &new_entry->entry,
1506                                     GFP_NOFS);
1507         ASSERT(ret == 0 || ret == -ENOMEM);
1508         if (ret) {
1509                 /* Caching is optional, no worries. */
1510                 kfree(new_entry);
1511                 return;
1512         }
1513
1514         /*
1515          * We are called from iterate_extent_inodes() while either holding a
1516          * transaction handle or holding fs_info->commit_root_sem, so no need
1517          * to take any lock here.
1518          */
1519         if (sctx->backref_cache.size == 1)
1520                 sctx->backref_cache_last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
1521 }
1522
1523 static int check_extent_item(u64 bytenr, const struct btrfs_extent_item *ei,
1524                              const struct extent_buffer *leaf, void *ctx)
1525 {
1526         const u64 refs = btrfs_extent_refs(leaf, ei);
1527         const struct backref_ctx *bctx = ctx;
1528         const struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1529
1530         if (bytenr == bctx->bytenr) {
1531                 const u64 flags = btrfs_extent_flags(leaf, ei);
1532
1533                 if (WARN_ON(flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK))
1534                         return -EUCLEAN;
1535
1536                 /*
1537                  * If we have only one reference and only the send root as a
1538                  * clone source - meaning no clone roots were given in the
1539                  * struct btrfs_ioctl_send_args passed to the send ioctl - then
1540                  * it's our reference and there's no point in doing backref
1541                  * walking which is expensive, so exit early.
1542                  */
1543                 if (refs == 1 && sctx->clone_roots_cnt == 1)
1544                         return -ENOENT;
1545         }
1546
1547         /*
1548          * Backreference walking (iterate_extent_inodes() below) is currently
1549          * too expensive when an extent has a large number of references, both
1550          * in time spent and used memory. So for now just fallback to write
1551          * operations instead of clone operations when an extent has more than
1552          * a certain amount of references.
1553          */
1554         if (refs > SEND_MAX_EXTENT_REFS)
1555                 return -ENOENT;
1556
1557         return 0;
1558 }
1559
1560 static bool skip_self_data_ref(u64 root, u64 ino, u64 offset, void *ctx)
1561 {
1562         const struct backref_ctx *bctx = ctx;
1563
1564         if (ino == bctx->cur_objectid &&
1565             root == bctx->backref_owner &&
1566             offset == bctx->backref_offset)
1567                 return true;
1568
1569         return false;
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Given an inode, offset and extent item, it finds a good clone for a clone
1574  * instruction. Returns -ENOENT when none could be found. The function makes
1575  * sure that the returned clone is usable at the point where sending is at the
1576  * moment. This means, that no clones are accepted which lie behind the current
1577  * inode+offset.
1578  *
1579  * path must point to the extent item when called.
1580  */
1581 static int find_extent_clone(struct send_ctx *sctx,
1582                              struct btrfs_path *path,
1583                              u64 ino, u64 data_offset,
1584                              u64 ino_size,
1585                              struct clone_root **found)
1586 {
1587         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1588         int ret;
1589         int extent_type;
1590         u64 logical;
1591         u64 disk_byte;
1592         u64 num_bytes;
1593         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1594         struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
1595         struct backref_ctx backref_ctx = { 0 };
1596         struct btrfs_backref_walk_ctx backref_walk_ctx = { 0 };
1597         struct clone_root *cur_clone_root;
1598         int compressed;
1599         u32 i;
1600
1601         /*
1602          * With fallocate we can get prealloc extents beyond the inode's i_size,
1603          * so we don't do anything here because clone operations can not clone
1604          * to a range beyond i_size without increasing the i_size of the
1605          * destination inode.
1606          */
1607         if (data_offset >= ino_size)
1608                 return 0;
1609
1610         fi = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1611         extent_type = btrfs_file_extent_type(eb, fi);
1612         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1613                 return -ENOENT;
1614
1615         disk_byte = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, fi);
1616         if (disk_byte == 0)
1617                 return -ENOENT;
1618
1619         compressed = btrfs_file_extent_compression(eb, fi);
1620         num_bytes = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, fi);
1621         logical = disk_byte + btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1622
1623         /*
1624          * Setup the clone roots.
1625          */
1626         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
1627                 cur_clone_root = sctx->clone_roots + i;
1628                 cur_clone_root->ino = (u64)-1;
1629                 cur_clone_root->offset = 0;
1630                 cur_clone_root->num_bytes = 0;
1631                 cur_clone_root->found_ref = false;
1632         }
1633
1634         backref_ctx.sctx = sctx;
1635         backref_ctx.cur_objectid = ino;
1636         backref_ctx.cur_offset = data_offset;
1637         backref_ctx.bytenr = disk_byte;
1638         /*
1639          * Use the header owner and not the send root's id, because in case of a
1640          * snapshot we can have shared subtrees.
1641          */
1642         backref_ctx.backref_owner = btrfs_header_owner(eb);
1643         backref_ctx.backref_offset = data_offset - btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1644
1645         /*
1646          * The last extent of a file may be too large due to page alignment.
1647          * We need to adjust extent_len in this case so that the checks in
1648          * iterate_backrefs() work.
1649          */
1650         if (data_offset + num_bytes >= ino_size)
1651                 backref_ctx.extent_len = ino_size - data_offset;
1652         else
1653                 backref_ctx.extent_len = num_bytes;
1654
1655         /*
1656          * Now collect all backrefs.
1657          */
1658         backref_walk_ctx.bytenr = disk_byte;
1659         if (compressed == BTRFS_COMPRESS_NONE)
1660                 backref_walk_ctx.extent_item_pos = btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1661         backref_walk_ctx.fs_info = fs_info;
1662         backref_walk_ctx.cache_lookup = lookup_backref_cache;
1663         backref_walk_ctx.cache_store = store_backref_cache;
1664         backref_walk_ctx.indirect_ref_iterator = iterate_backrefs;
1665         backref_walk_ctx.check_extent_item = check_extent_item;
1666         backref_walk_ctx.user_ctx = &backref_ctx;
1667
1668         /*
1669          * If have a single clone root, then it's the send root and we can tell
1670          * the backref walking code to skip our own backref and not resolve it,
1671          * since we can not use it for cloning - the source and destination
1672          * ranges can't overlap and in case the leaf is shared through a subtree
1673          * due to snapshots, we can't use those other roots since they are not
1674          * in the list of clone roots.
1675          */
1676         if (sctx->clone_roots_cnt == 1)
1677                 backref_walk_ctx.skip_data_ref = skip_self_data_ref;
1678
1679         ret = iterate_extent_inodes(&backref_walk_ctx, true, iterate_backrefs,
1680                                     &backref_ctx);
1681         if (ret < 0)
1682                 return ret;
1683
1684         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
1685         if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
1686                 /*
1687                  * A transaction commit for a transaction in which block group
1688                  * relocation was done just happened.
1689                  * The disk_bytenr of the file extent item we processed is
1690                  * possibly stale, referring to the extent's location before
1691                  * relocation. So act as if we haven't found any clone sources
1692                  * and fallback to write commands, which will read the correct
1693                  * data from the new extent location. Otherwise we will fail
1694                  * below because we haven't found our own back reference or we
1695                  * could be getting incorrect sources in case the old extent
1696                  * was already reallocated after the relocation.
1697                  */
1698                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
1699                 return -ENOENT;
1700         }
1701         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
1702
1703         btrfs_debug(fs_info,
1704                     "find_extent_clone: data_offset=%llu, ino=%llu, num_bytes=%llu, logical=%llu",
1705                     data_offset, ino, num_bytes, logical);
1706
1707         if (!backref_ctx.found) {
1708                 btrfs_debug(fs_info, "no clones found");
1709                 return -ENOENT;
1710         }
1711
1712         cur_clone_root = NULL;
1713         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
1714                 struct clone_root *clone_root = &sctx->clone_roots[i];
1715
1716                 if (!clone_root->found_ref)
1717                         continue;
1718
1719                 /*
1720                  * Choose the root from which we can clone more bytes, to
1721                  * minimize write operations and therefore have more extent
1722                  * sharing at the destination (the same as in the source).
1723                  */
1724                 if (!cur_clone_root ||
1725                     clone_root->num_bytes > cur_clone_root->num_bytes) {
1726                         cur_clone_root = clone_root;
1727
1728                         /*
1729                          * We found an optimal clone candidate (any inode from
1730                          * any root is fine), so we're done.
1731                          */
1732                         if (clone_root->num_bytes >= backref_ctx.extent_len)
1733                                 break;
1734                 }
1735         }
1736
1737         if (cur_clone_root) {
1738                 *found = cur_clone_root;
1739                 ret = 0;
1740         } else {
1741                 ret = -ENOENT;
1742         }
1743
1744         return ret;
1745 }
1746
1747 static int read_symlink(struct btrfs_root *root,
1748                         u64 ino,
1749                         struct fs_path *dest)
1750 {
1751         int ret;
1752         struct btrfs_path *path;
1753         struct btrfs_key key;
1754         struct btrfs_file_extent_item *ei;
1755         u8 type;
1756         u8 compression;
1757         unsigned long off;
1758         int len;
1759
1760         path = alloc_path_for_send();
1761         if (!path)
1762                 return -ENOMEM;
1763
1764         key.objectid = ino;
1765         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
1766         key.offset = 0;
1767         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
1768         if (ret < 0)
1769                 goto out;
1770         if (ret) {
1771                 /*
1772                  * An empty symlink inode. Can happen in rare error paths when
1773                  * creating a symlink (transaction committed before the inode
1774                  * eviction handler removed the symlink inode items and a crash
1775                  * happened in between or the subvol was snapshoted in between).
1776                  * Print an informative message to dmesg/syslog so that the user
1777                  * can delete the symlink.
1778                  */
1779                 btrfs_err(root->fs_info,
1780                           "Found empty symlink inode %llu at root %llu",
1781                           ino, root->root_key.objectid);
1782                 ret = -EIO;
1783                 goto out;
1784         }
1785
1786         ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
1787                         struct btrfs_file_extent_item);
1788         type = btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei);
1789         if (unlikely(type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)) {
1790                 ret = -EUCLEAN;
1791                 btrfs_crit(root->fs_info,
1792 "send: found symlink extent that is not inline, ino %llu root %llu extent type %d",
1793                            ino, btrfs_root_id(root), type);
1794                 goto out;
1795         }
1796         compression = btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], ei);
1797         if (unlikely(compression != BTRFS_COMPRESS_NONE)) {
1798                 ret = -EUCLEAN;
1799                 btrfs_crit(root->fs_info,
1800 "send: found symlink extent with compression, ino %llu root %llu compression type %d",
1801                            ino, btrfs_root_id(root), compression);
1802                 goto out;
1803         }
1804
1805         off = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
1806         len = btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], ei);
1807
1808         ret = fs_path_add_from_extent_buffer(dest, path->nodes[0], off, len);
1809
1810 out:
1811         btrfs_free_path(path);
1812         return ret;
1813 }
1814
1815 /*
1816  * Helper function to generate a file name that is unique in the root of
1817  * send_root and parent_root. This is used to generate names for orphan inodes.
1818  */
1819 static int gen_unique_name(struct send_ctx *sctx,
1820                            u64 ino, u64 gen,
1821                            struct fs_path *dest)
1822 {
1823         int ret = 0;
1824         struct btrfs_path *path;
1825         struct btrfs_dir_item *di;
1826         char tmp[64];
1827         int len;
1828         u64 idx = 0;
1829
1830         path = alloc_path_for_send();
1831         if (!path)
1832                 return -ENOMEM;
1833
1834         while (1) {
1835                 struct fscrypt_str tmp_name;
1836
1837                 len = snprintf(tmp, sizeof(tmp), "o%llu-%llu-%llu",
1838                                 ino, gen, idx);
1839                 ASSERT(len < sizeof(tmp));
1840                 tmp_name.name = tmp;
1841                 tmp_name.len = strlen(tmp);
1842
1843                 di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, sctx->send_root,
1844                                 path, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
1845                                 &tmp_name, 0);
1846                 btrfs_release_path(path);
1847                 if (IS_ERR(di)) {
1848                         ret = PTR_ERR(di);
1849                         goto out;
1850                 }
1851                 if (di) {
1852                         /* not unique, try again */
1853                         idx++;
1854                         continue;
1855                 }
1856
1857                 if (!sctx->parent_root) {
1858                         /* unique */
1859                         ret = 0;
1860                         break;
1861                 }
1862
1863                 di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, sctx->parent_root,
1864                                 path, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
1865                                 &tmp_name, 0);
1866                 btrfs_release_path(path);
1867                 if (IS_ERR(di)) {
1868                         ret = PTR_ERR(di);
1869                         goto out;
1870                 }
1871                 if (di) {
1872                         /* not unique, try again */
1873                         idx++;
1874                         continue;
1875                 }
1876                 /* unique */
1877                 break;
1878         }
1879
1880         ret = fs_path_add(dest, tmp, strlen(tmp));
1881
1882 out:
1883         btrfs_free_path(path);
1884         return ret;
1885 }
1886
1887 enum inode_state {
1888         inode_state_no_change,
1889         inode_state_will_create,
1890         inode_state_did_create,
1891         inode_state_will_delete,
1892         inode_state_did_delete,
1893 };
1894
1895 static int get_cur_inode_state(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
1896                                u64 *send_gen, u64 *parent_gen)
1897 {
1898         int ret;
1899         int left_ret;
1900         int right_ret;
1901         u64 left_gen;
1902         u64 right_gen = 0;
1903         struct btrfs_inode_info info;
1904
1905         ret = get_inode_info(sctx->send_root, ino, &info);
1906         if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
1907                 goto out;
1908         left_ret = (info.nlink == 0) ? -ENOENT : ret;
1909         left_gen = info.gen;
1910         if (send_gen)
1911                 *send_gen = ((left_ret == -ENOENT) ? 0 : info.gen);
1912
1913         if (!sctx->parent_root) {
1914                 right_ret = -ENOENT;
1915         } else {
1916                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, ino, &info);
1917                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
1918                         goto out;
1919                 right_ret = (info.nlink == 0) ? -ENOENT : ret;
1920                 right_gen = info.gen;
1921                 if (parent_gen)
1922                         *parent_gen = ((right_ret == -ENOENT) ? 0 : info.gen);
1923         }
1924
1925         if (!left_ret && !right_ret) {
1926                 if (left_gen == gen && right_gen == gen) {
1927                         ret = inode_state_no_change;
1928                 } else if (left_gen == gen) {
1929                         if (ino < sctx->send_progress)
1930                                 ret = inode_state_did_create;
1931                         else
1932                                 ret = inode_state_will_create;
1933                 } else if (right_gen == gen) {
1934                         if (ino < sctx->send_progress)
1935                                 ret = inode_state_did_delete;
1936                         else
1937                                 ret = inode_state_will_delete;
1938                 } else  {
1939                         ret = -ENOENT;
1940                 }
1941         } else if (!left_ret) {
1942                 if (left_gen == gen) {
1943                         if (ino < sctx->send_progress)
1944                                 ret = inode_state_did_create;
1945                         else
1946                                 ret = inode_state_will_create;
1947                 } else {
1948                         ret = -ENOENT;
1949                 }
1950         } else if (!right_ret) {
1951                 if (right_gen == gen) {
1952                         if (ino < sctx->send_progress)
1953                                 ret = inode_state_did_delete;
1954                         else
1955                                 ret = inode_state_will_delete;
1956                 } else {
1957                         ret = -ENOENT;
1958                 }
1959         } else {
1960                 ret = -ENOENT;
1961         }
1962
1963 out:
1964         return ret;
1965 }
1966
1967 static int is_inode_existent(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
1968                              u64 *send_gen, u64 *parent_gen)
1969 {
1970         int ret;
1971
1972         if (ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
1973                 return 1;
1974
1975         ret = get_cur_inode_state(sctx, ino, gen, send_gen, parent_gen);
1976         if (ret < 0)
1977                 goto out;
1978
1979         if (ret == inode_state_no_change ||
1980             ret == inode_state_did_create ||
1981             ret == inode_state_will_delete)
1982                 ret = 1;
1983         else
1984                 ret = 0;
1985
1986 out:
1987         return ret;
1988 }
1989
1990 /*
1991  * Helper function to lookup a dir item in a dir.
1992  */
1993 static int lookup_dir_item_inode(struct btrfs_root *root,
1994                                  u64 dir, const char *name, int name_len,
1995                                  u64 *found_inode)
1996 {
1997         int ret = 0;
1998         struct btrfs_dir_item *di;
1999         struct btrfs_key key;
2000         struct btrfs_path *path;
2001         struct fscrypt_str name_str = FSTR_INIT((char *)name, name_len);
2002
2003         path = alloc_path_for_send();
2004         if (!path)
2005                 return -ENOMEM;
2006
2007         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, dir, &name_str, 0);
2008         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
2009                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
2010                 goto out;
2011         }
2012         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
2013         if (key.type == BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
2014                 ret = -ENOENT;
2015                 goto out;
2016         }
2017         *found_inode = key.objectid;
2018
2019 out:
2020         btrfs_free_path(path);
2021         return ret;
2022 }
2023
2024 /*
2025  * Looks up the first btrfs_inode_ref of a given ino. It returns the parent dir,
2026  * generation of the parent dir and the name of the dir entry.
2027  */
2028 static int get_first_ref(struct btrfs_root *root, u64 ino,
2029                          u64 *dir, u64 *dir_gen, struct fs_path *name)
2030 {
2031         int ret;
2032         struct btrfs_key key;
2033         struct btrfs_key found_key;
2034         struct btrfs_path *path;
2035         int len;
2036         u64 parent_dir;
2037
2038         path = alloc_path_for_send();
2039         if (!path)
2040                 return -ENOMEM;
2041
2042         key.objectid = ino;
2043         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
2044         key.offset = 0;
2045
2046         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, path, 1, 0);
2047         if (ret < 0)
2048                 goto out;
2049         if (!ret)
2050                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
2051                                 path->slots[0]);
2052         if (ret || found_key.objectid != ino ||
2053             (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
2054              found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)) {
2055                 ret = -ENOENT;
2056                 goto out;
2057         }
2058
2059         if (found_key.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
2060                 struct btrfs_inode_ref *iref;
2061                 iref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
2062                                       struct btrfs_inode_ref);
2063                 len = btrfs_inode_ref_name_len(path->nodes[0], iref);
2064                 ret = fs_path_add_from_extent_buffer(name, path->nodes[0],
2065                                                      (unsigned long)(iref + 1),
2066                                                      len);
2067                 parent_dir = found_key.offset;
2068         } else {
2069                 struct btrfs_inode_extref *extref;
2070                 extref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
2071                                         struct btrfs_inode_extref);
2072                 len = btrfs_inode_extref_name_len(path->nodes[0], extref);
2073                 ret = fs_path_add_from_extent_buffer(name, path->nodes[0],
2074                                         (unsigned long)&extref->name, len);
2075                 parent_dir = btrfs_inode_extref_parent(path->nodes[0], extref);
2076         }
2077         if (ret < 0)
2078                 goto out;
2079         btrfs_release_path(path);
2080
2081         if (dir_gen) {
2082                 ret = get_inode_gen(root, parent_dir, dir_gen);
2083                 if (ret < 0)
2084                         goto out;
2085         }
2086
2087         *dir = parent_dir;
2088
2089 out:
2090         btrfs_free_path(path);
2091         return ret;
2092 }
2093
2094 static int is_first_ref(struct btrfs_root *root,
2095                         u64 ino, u64 dir,
2096                         const char *name, int name_len)
2097 {
2098         int ret;
2099         struct fs_path *tmp_name;
2100         u64 tmp_dir;
2101
2102         tmp_name = fs_path_alloc();
2103         if (!tmp_name)
2104                 return -ENOMEM;
2105
2106         ret = get_first_ref(root, ino, &tmp_dir, NULL, tmp_name);
2107         if (ret < 0)
2108                 goto out;
2109
2110         if (dir != tmp_dir || name_len != fs_path_len(tmp_name)) {
2111                 ret = 0;
2112                 goto out;
2113         }
2114
2115         ret = !memcmp(tmp_name->start, name, name_len);
2116
2117 out:
2118         fs_path_free(tmp_name);
2119         return ret;
2120 }
2121
2122 /*
2123  * Used by process_recorded_refs to determine if a new ref would overwrite an
2124  * already existing ref. In case it detects an overwrite, it returns the
2125  * inode/gen in who_ino/who_gen.
2126  * When an overwrite is detected, process_recorded_refs does proper orphanizing
2127  * to make sure later references to the overwritten inode are possible.
2128  * Orphanizing is however only required for the first ref of an inode.
2129  * process_recorded_refs does an additional is_first_ref check to see if
2130  * orphanizing is really required.
2131  */
2132 static int will_overwrite_ref(struct send_ctx *sctx, u64 dir, u64 dir_gen,
2133                               const char *name, int name_len,
2134                               u64 *who_ino, u64 *who_gen, u64 *who_mode)
2135 {
2136         int ret;
2137         u64 parent_root_dir_gen;
2138         u64 other_inode = 0;
2139         struct btrfs_inode_info info;
2140
2141         if (!sctx->parent_root)
2142                 return 0;
2143
2144         ret = is_inode_existent(sctx, dir, dir_gen, NULL, &parent_root_dir_gen);
2145         if (ret <= 0)
2146                 return 0;
2147
2148         /*
2149          * If we have a parent root we need to verify that the parent dir was
2150          * not deleted and then re-created, if it was then we have no overwrite
2151          * and we can just unlink this entry.
2152          *
2153          * @parent_root_dir_gen was set to 0 if the inode does not exist in the
2154          * parent root.
2155          */
2156         if (sctx->parent_root && dir != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
2157             parent_root_dir_gen != dir_gen)
2158                 return 0;
2159
2160         ret = lookup_dir_item_inode(sctx->parent_root, dir, name, name_len,
2161                                     &other_inode);
2162         if (ret == -ENOENT)
2163                 return 0;
2164         else if (ret < 0)
2165                 return ret;
2166
2167         /*
2168          * Check if the overwritten ref was already processed. If yes, the ref
2169          * was already unlinked/moved, so we can safely assume that we will not
2170          * overwrite anything at this point in time.
2171          */
2172         if (other_inode > sctx->send_progress ||
2173             is_waiting_for_move(sctx, other_inode)) {
2174                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, other_inode, &info);
2175                 if (ret < 0)
2176                         return ret;
2177
2178                 *who_ino = other_inode;
2179                 *who_gen = info.gen;
2180                 *who_mode = info.mode;
2181                 return 1;
2182         }
2183
2184         return 0;
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Checks if the ref was overwritten by an already processed inode. This is
2189  * used by __get_cur_name_and_parent to find out if the ref was orphanized and
2190  * thus the orphan name needs be used.
2191  * process_recorded_refs also uses it to avoid unlinking of refs that were
2192  * overwritten.
2193  */
2194 static int did_overwrite_ref(struct send_ctx *sctx,
2195                             u64 dir, u64 dir_gen,
2196                             u64 ino, u64 ino_gen,
2197                             const char *name, int name_len)
2198 {
2199         int ret;
2200         u64 ow_inode;
2201         u64 ow_gen = 0;
2202         u64 send_root_dir_gen;
2203
2204         if (!sctx->parent_root)
2205                 return 0;
2206
2207         ret = is_inode_existent(sctx, dir, dir_gen, &send_root_dir_gen, NULL);
2208         if (ret <= 0)
2209                 return ret;
2210
2211         /*
2212          * @send_root_dir_gen was set to 0 if the inode does not exist in the
2213          * send root.
2214          */
2215         if (dir != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && send_root_dir_gen != dir_gen)
2216                 return 0;
2217
2218         /* check if the ref was overwritten by another ref */
2219         ret = lookup_dir_item_inode(sctx->send_root, dir, name, name_len,
2220                                     &ow_inode);
2221         if (ret == -ENOENT) {
2222                 /* was never and will never be overwritten */
2223                 return 0;
2224         } else if (ret < 0) {
2225                 return ret;
2226         }
2227
2228         if (ow_inode == ino) {
2229                 ret = get_inode_gen(sctx->send_root, ow_inode, &ow_gen);
2230                 if (ret < 0)
2231                         return ret;
2232
2233                 /* It's the same inode, so no overwrite happened. */
2234                 if (ow_gen == ino_gen)
2235                         return 0;
2236         }
2237
2238         /*
2239          * We know that it is or will be overwritten. Check this now.
2240          * The current inode being processed might have been the one that caused
2241          * inode 'ino' to be orphanized, therefore check if ow_inode matches
2242          * the current inode being processed.
2243          */
2244         if (ow_inode < sctx->send_progress)
2245                 return 1;
2246
2247         if (ino != sctx->cur_ino && ow_inode == sctx->cur_ino) {
2248                 if (ow_gen == 0) {
2249                         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, ow_inode, &ow_gen);
2250                         if (ret < 0)
2251                                 return ret;
2252                 }
2253                 if (ow_gen == sctx->cur_inode_gen)
2254                         return 1;
2255         }
2256
2257         return 0;
2258 }
2259
2260 /*
2261  * Same as did_overwrite_ref, but also checks if it is the first ref of an inode
2262  * that got overwritten. This is used by process_recorded_refs to determine
2263  * if it has to use the path as returned by get_cur_path or the orphan name.
2264  */
2265 static int did_overwrite_first_ref(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen)
2266 {
2267         int ret = 0;
2268         struct fs_path *name = NULL;
2269         u64 dir;
2270         u64 dir_gen;
2271
2272         if (!sctx->parent_root)
2273                 goto out;
2274
2275         name = fs_path_alloc();
2276         if (!name)
2277                 return -ENOMEM;
2278
2279         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino, &dir, &dir_gen, name);
2280         if (ret < 0)
2281                 goto out;
2282
2283         ret = did_overwrite_ref(sctx, dir, dir_gen, ino, gen,
2284                         name->start, fs_path_len(name));
2285
2286 out:
2287         fs_path_free(name);
2288         return ret;
2289 }
2290
2291 static inline struct name_cache_entry *name_cache_search(struct send_ctx *sctx,
2292                                                          u64 ino, u64 gen)
2293 {
2294         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
2295
2296         entry = btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->name_cache, ino, gen);
2297         if (!entry)
2298                 return NULL;
2299
2300         return container_of(entry, struct name_cache_entry, entry);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Used by get_cur_path for each ref up to the root.
2305  * Returns 0 if it succeeded.
2306  * Returns 1 if the inode is not existent or got overwritten. In that case, the
2307  * name is an orphan name. This instructs get_cur_path to stop iterating. If 1
2308  * is returned, parent_ino/parent_gen are not guaranteed to be valid.
2309  * Returns <0 in case of error.
2310  */
2311 static int __get_cur_name_and_parent(struct send_ctx *sctx,
2312                                      u64 ino, u64 gen,
2313                                      u64 *parent_ino,
2314                                      u64 *parent_gen,
2315                                      struct fs_path *dest)
2316 {
2317         int ret;
2318         int nce_ret;
2319         struct name_cache_entry *nce;
2320
2321         /*
2322          * First check if we already did a call to this function with the same
2323          * ino/gen. If yes, check if the cache entry is still up-to-date. If yes
2324          * return the cached result.
2325          */
2326         nce = name_cache_search(sctx, ino, gen);
2327         if (nce) {
2328                 if (ino < sctx->send_progress && nce->need_later_update) {
2329                         btrfs_lru_cache_remove(&sctx->name_cache, &nce->entry);
2330                         nce = NULL;
2331                 } else {
2332                         *parent_ino = nce->parent_ino;
2333                         *parent_gen = nce->parent_gen;
2334                         ret = fs_path_add(dest, nce->name, nce->name_len);
2335                         if (ret < 0)
2336                                 goto out;
2337                         ret = nce->ret;
2338                         goto out;
2339                 }
2340         }
2341
2342         /*
2343          * If the inode is not existent yet, add the orphan name and return 1.
2344          * This should only happen for the parent dir that we determine in
2345          * record_new_ref_if_needed().
2346          */
2347         ret = is_inode_existent(sctx, ino, gen, NULL, NULL);
2348         if (ret < 0)
2349                 goto out;
2350
2351         if (!ret) {
2352                 ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, dest);
2353                 if (ret < 0)
2354                         goto out;
2355                 ret = 1;
2356                 goto out_cache;
2357         }
2358
2359         /*
2360          * Depending on whether the inode was already processed or not, use
2361          * send_root or parent_root for ref lookup.
2362          */
2363         if (ino < sctx->send_progress)
2364                 ret = get_first_ref(sctx->send_root, ino,
2365                                     parent_ino, parent_gen, dest);
2366         else
2367                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
2368                                     parent_ino, parent_gen, dest);
2369         if (ret < 0)
2370                 goto out;
2371
2372         /*
2373          * Check if the ref was overwritten by an inode's ref that was processed
2374          * earlier. If yes, treat as orphan and return 1.
2375          */
2376         ret = did_overwrite_ref(sctx, *parent_ino, *parent_gen, ino, gen,
2377                         dest->start, dest->end - dest->start);
2378         if (ret < 0)
2379                 goto out;
2380         if (ret) {
2381                 fs_path_reset(dest);
2382                 ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, dest);
2383                 if (ret < 0)
2384                         goto out;
2385                 ret = 1;
2386         }
2387
2388 out_cache:
2389         /*
2390          * Store the result of the lookup in the name cache.
2391          */
2392         nce = kmalloc(sizeof(*nce) + fs_path_len(dest) + 1, GFP_KERNEL);
2393         if (!nce) {
2394                 ret = -ENOMEM;
2395                 goto out;
2396         }
2397
2398         nce->entry.key = ino;
2399         nce->entry.gen = gen;
2400         nce->parent_ino = *parent_ino;
2401         nce->parent_gen = *parent_gen;
2402         nce->name_len = fs_path_len(dest);
2403         nce->ret = ret;
2404         strcpy(nce->name, dest->start);
2405
2406         if (ino < sctx->send_progress)
2407                 nce->need_later_update = 0;
2408         else
2409                 nce->need_later_update = 1;
2410
2411         nce_ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->name_cache, &nce->entry, GFP_KERNEL);
2412         if (nce_ret < 0) {
2413                 kfree(nce);
2414                 ret = nce_ret;
2415         }
2416
2417 out:
2418         return ret;
2419 }
2420
2421 /*
2422  * Magic happens here. This function returns the first ref to an inode as it
2423  * would look like while receiving the stream at this point in time.
2424  * We walk the path up to the root. For every inode in between, we check if it
2425  * was already processed/sent. If yes, we continue with the parent as found
2426  * in send_root. If not, we continue with the parent as found in parent_root.
2427  * If we encounter an inode that was deleted at this point in time, we use the
2428  * inodes "orphan" name instead of the real name and stop. Same with new inodes
2429  * that were not created yet and overwritten inodes/refs.
2430  *
2431  * When do we have orphan inodes:
2432  * 1. When an inode is freshly created and thus no valid refs are available yet
2433  * 2. When a directory lost all it's refs (deleted) but still has dir items
2434  *    inside which were not processed yet (pending for move/delete). If anyone
2435  *    tried to get the path to the dir items, it would get a path inside that
2436  *    orphan directory.
2437  * 3. When an inode is moved around or gets new links, it may overwrite the ref
2438  *    of an unprocessed inode. If in that case the first ref would be
2439  *    overwritten, the overwritten inode gets "orphanized". Later when we
2440  *    process this overwritten inode, it is restored at a new place by moving
2441  *    the orphan inode.
2442  *
2443  * sctx->send_progress tells this function at which point in time receiving
2444  * would be.
2445  */
2446 static int get_cur_path(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
2447                         struct fs_path *dest)
2448 {
2449         int ret = 0;
2450         struct fs_path *name = NULL;
2451         u64 parent_inode = 0;
2452         u64 parent_gen = 0;
2453         int stop = 0;
2454
2455         name = fs_path_alloc();
2456         if (!name) {
2457                 ret = -ENOMEM;
2458                 goto out;
2459         }
2460
2461         dest->reversed = 1;
2462         fs_path_reset(dest);
2463
2464         while (!stop && ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
2465                 struct waiting_dir_move *wdm;
2466
2467                 fs_path_reset(name);
2468
2469                 if (is_waiting_for_rm(sctx, ino, gen)) {
2470                         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, name);
2471                         if (ret < 0)
2472                                 goto out;
2473                         ret = fs_path_add_path(dest, name);
2474                         break;
2475                 }
2476
2477                 wdm = get_waiting_dir_move(sctx, ino);
2478                 if (wdm && wdm->orphanized) {
2479                         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, name);
2480                         stop = 1;
2481                 } else if (wdm) {
2482                         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
2483                                             &parent_inode, &parent_gen, name);
2484                 } else {
2485                         ret = __get_cur_name_and_parent(sctx, ino, gen,
2486                                                         &parent_inode,
2487                                                         &parent_gen, name);
2488                         if (ret)
2489                                 stop = 1;
2490                 }
2491
2492                 if (ret < 0)
2493                         goto out;
2494
2495                 ret = fs_path_add_path(dest, name);
2496                 if (ret < 0)
2497                         goto out;
2498
2499                 ino = parent_inode;
2500                 gen = parent_gen;
2501         }
2502
2503 out:
2504         fs_path_free(name);
2505         if (!ret)
2506                 fs_path_unreverse(dest);
2507         return ret;
2508 }
2509
2510 /*
2511  * Sends a BTRFS_SEND_C_SUBVOL command/item to userspace
2512  */
2513 static int send_subvol_begin(struct send_ctx *sctx)
2514 {
2515         int ret;
2516         struct btrfs_root *send_root = sctx->send_root;
2517         struct btrfs_root *parent_root = sctx->parent_root;
2518         struct btrfs_path *path;
2519         struct btrfs_key key;
2520         struct btrfs_root_ref *ref;
2521         struct extent_buffer *leaf;
2522         char *name = NULL;
2523         int namelen;
2524
2525         path = btrfs_alloc_path();
2526         if (!path)
2527                 return -ENOMEM;
2528
2529         name = kmalloc(BTRFS_PATH_NAME_MAX, GFP_KERNEL);
2530         if (!name) {
2531                 btrfs_free_path(path);
2532                 return -ENOMEM;
2533         }
2534
2535         key.objectid = send_root->root_key.objectid;
2536         key.type = BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY;
2537         key.offset = 0;
2538
2539         ret = btrfs_search_slot_for_read(send_root->fs_info->tree_root,
2540                                 &key, path, 1, 0);
2541         if (ret < 0)
2542                 goto out;
2543         if (ret) {
2544                 ret = -ENOENT;
2545                 goto out;
2546         }
2547
2548         leaf = path->nodes[0];
2549         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2550         if (key.type != BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY ||
2551             key.objectid != send_root->root_key.objectid) {
2552                 ret = -ENOENT;
2553                 goto out;
2554         }
2555         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
2556         namelen = btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref);
2557         read_extent_buffer(leaf, name, (unsigned long)(ref + 1), namelen);
2558         btrfs_release_path(path);
2559
2560         if (parent_root) {
2561                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SNAPSHOT);
2562                 if (ret < 0)
2563                         goto out;
2564         } else {
2565                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SUBVOL);
2566                 if (ret < 0)
2567                         goto out;
2568         }
2569
2570         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, name, namelen);
2571
2572         if (!btrfs_is_empty_uuid(sctx->send_root->root_item.received_uuid))
2573                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_UUID,
2574                             sctx->send_root->root_item.received_uuid);
2575         else
2576                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_UUID,
2577                             sctx->send_root->root_item.uuid);
2578
2579         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CTRANSID,
2580                     btrfs_root_ctransid(&sctx->send_root->root_item));
2581         if (parent_root) {
2582                 if (!btrfs_is_empty_uuid(parent_root->root_item.received_uuid))
2583                         TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
2584                                      parent_root->root_item.received_uuid);
2585                 else
2586                         TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
2587                                      parent_root->root_item.uuid);
2588                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_CTRANSID,
2589                             btrfs_root_ctransid(&sctx->parent_root->root_item));
2590         }
2591
2592         ret = send_cmd(sctx);
2593
2594 tlv_put_failure:
2595 out:
2596         btrfs_free_path(path);
2597         kfree(name);
2598         return ret;
2599 }
2600
2601 static int send_truncate(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 size)
2602 {
2603         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2604         int ret = 0;
2605         struct fs_path *p;
2606
2607         btrfs_debug(fs_info, "send_truncate %llu size=%llu", ino, size);
2608
2609         p = fs_path_alloc();
2610         if (!p)
2611                 return -ENOMEM;
2612
2613         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_TRUNCATE);
2614         if (ret < 0)
2615                 goto out;
2616
2617         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2618         if (ret < 0)
2619                 goto out;
2620         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2621         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_SIZE, size);
2622
2623         ret = send_cmd(sctx);
2624
2625 tlv_put_failure:
2626 out:
2627         fs_path_free(p);
2628         return ret;
2629 }
2630
2631 static int send_chmod(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 mode)
2632 {
2633         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2634         int ret = 0;
2635         struct fs_path *p;
2636
2637         btrfs_debug(fs_info, "send_chmod %llu mode=%llu", ino, mode);
2638
2639         p = fs_path_alloc();
2640         if (!p)
2641                 return -ENOMEM;
2642
2643         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CHMOD);
2644         if (ret < 0)
2645                 goto out;
2646
2647         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2648         if (ret < 0)
2649                 goto out;
2650         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2651         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_MODE, mode & 07777);
2652
2653         ret = send_cmd(sctx);
2654
2655 tlv_put_failure:
2656 out:
2657         fs_path_free(p);
2658         return ret;
2659 }
2660
2661 static int send_fileattr(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 fileattr)
2662 {
2663         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2664         int ret = 0;
2665         struct fs_path *p;
2666
2667         if (sctx->proto < 2)
2668                 return 0;
2669
2670         btrfs_debug(fs_info, "send_fileattr %llu fileattr=%llu", ino, fileattr);
2671
2672         p = fs_path_alloc();
2673         if (!p)
2674                 return -ENOMEM;
2675
2676         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_FILEATTR);
2677         if (ret < 0)
2678                 goto out;
2679
2680         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2681         if (ret < 0)
2682                 goto out;
2683         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2684         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILEATTR, fileattr);
2685
2686         ret = send_cmd(sctx);
2687
2688 tlv_put_failure:
2689 out:
2690         fs_path_free(p);
2691         return ret;
2692 }
2693
2694 static int send_chown(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 uid, u64 gid)
2695 {
2696         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2697         int ret = 0;
2698         struct fs_path *p;
2699
2700         btrfs_debug(fs_info, "send_chown %llu uid=%llu, gid=%llu",
2701                     ino, uid, gid);
2702
2703         p = fs_path_alloc();
2704         if (!p)
2705                 return -ENOMEM;
2706
2707         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CHOWN);
2708         if (ret < 0)
2709                 goto out;
2710
2711         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2712         if (ret < 0)
2713                 goto out;
2714         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2715         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UID, uid);
2716         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_GID, gid);
2717
2718         ret = send_cmd(sctx);
2719
2720 tlv_put_failure:
2721 out:
2722         fs_path_free(p);
2723         return ret;
2724 }
2725
2726 static int send_utimes(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen)
2727 {
2728         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2729         int ret = 0;
2730         struct fs_path *p = NULL;
2731         struct btrfs_inode_item *ii;
2732         struct btrfs_path *path = NULL;
2733         struct extent_buffer *eb;
2734         struct btrfs_key key;
2735         int slot;
2736
2737         btrfs_debug(fs_info, "send_utimes %llu", ino);
2738
2739         p = fs_path_alloc();
2740         if (!p)
2741                 return -ENOMEM;
2742
2743         path = alloc_path_for_send();
2744         if (!path) {
2745                 ret = -ENOMEM;
2746                 goto out;
2747         }
2748
2749         key.objectid = ino;
2750         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
2751         key.offset = 0;
2752         ret = btrfs_search_slot(NULL, sctx->send_root, &key, path, 0, 0);
2753         if (ret > 0)
2754                 ret = -ENOENT;
2755         if (ret < 0)
2756                 goto out;
2757
2758         eb = path->nodes[0];
2759         slot = path->slots[0];
2760         ii = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_inode_item);
2761
2762         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UTIMES);
2763         if (ret < 0)
2764                 goto out;
2765
2766         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2767         if (ret < 0)
2768                 goto out;
2769         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2770         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_ATIME, eb, &ii->atime);
2771         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_MTIME, eb, &ii->mtime);
2772         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_CTIME, eb, &ii->ctime);
2773         if (sctx->proto >= 2)
2774                 TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_OTIME, eb, &ii->otime);
2775
2776         ret = send_cmd(sctx);
2777
2778 tlv_put_failure:
2779 out:
2780         fs_path_free(p);
2781         btrfs_free_path(path);
2782         return ret;
2783 }
2784
2785 /*
2786  * If the cache is full, we can't remove entries from it and do a call to
2787  * send_utimes() for each respective inode, because we might be finishing
2788  * processing an inode that is a directory and it just got renamed, and existing
2789  * entries in the cache may refer to inodes that have the directory in their
2790  * full path - in which case we would generate outdated paths (pre-rename)
2791  * for the inodes that the cache entries point to. Instead of prunning the
2792  * cache when inserting, do it after we finish processing each inode at
2793  * finish_inode_if_needed().
2794  */
2795 static int cache_dir_utimes(struct send_ctx *sctx, u64 dir, u64 gen)
2796 {
2797         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
2798         int ret;
2799
2800         entry = btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->dir_utimes_cache, dir, gen);
2801         if (entry != NULL)
2802                 return 0;
2803
2804         /* Caching is optional, don't fail if we can't allocate memory. */
2805         entry = kmalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
2806         if (!entry)
2807                 return send_utimes(sctx, dir, gen);
2808
2809         entry->key = dir;
2810         entry->gen = gen;
2811
2812         ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->dir_utimes_cache, entry, GFP_KERNEL);
2813         ASSERT(ret != -EEXIST);
2814         if (ret) {
2815                 kfree(entry);
2816                 return send_utimes(sctx, dir, gen);
2817         }
2818
2819         return 0;
2820 }
2821
2822 static int trim_dir_utimes_cache(struct send_ctx *sctx)
2823 {
2824         while (sctx->dir_utimes_cache.size > SEND_MAX_DIR_UTIMES_CACHE_SIZE) {
2825                 struct btrfs_lru_cache_entry *lru;
2826                 int ret;
2827
2828                 lru = btrfs_lru_cache_lru_entry(&sctx->dir_utimes_cache);
2829                 ASSERT(lru != NULL);
2830
2831                 ret = send_utimes(sctx, lru->key, lru->gen);
2832                 if (ret)
2833                         return ret;
2834
2835                 btrfs_lru_cache_remove(&sctx->dir_utimes_cache, lru);
2836         }
2837
2838         return 0;
2839 }
2840
2841 /*
2842  * Sends a BTRFS_SEND_C_MKXXX or SYMLINK command to user space. We don't have
2843  * a valid path yet because we did not process the refs yet. So, the inode
2844  * is created as orphan.
2845  */
2846 static int send_create_inode(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
2847 {
2848         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2849         int ret = 0;
2850         struct fs_path *p;
2851         int cmd;
2852         struct btrfs_inode_info info;
2853         u64 gen;
2854         u64 mode;
2855         u64 rdev;
2856
2857         btrfs_debug(fs_info, "send_create_inode %llu", ino);
2858
2859         p = fs_path_alloc();
2860         if (!p)
2861                 return -ENOMEM;
2862
2863         if (ino != sctx->cur_ino) {
2864                 ret = get_inode_info(sctx->send_root, ino, &info);
2865                 if (ret < 0)
2866                         goto out;
2867                 gen = info.gen;
2868                 mode = info.mode;
2869                 rdev = info.rdev;
2870         } else {
2871                 gen = sctx->cur_inode_gen;
2872                 mode = sctx->cur_inode_mode;
2873                 rdev = sctx->cur_inode_rdev;
2874         }
2875
2876         if (S_ISREG(mode)) {
2877                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKFILE;
2878         } else if (S_ISDIR(mode)) {
2879                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKDIR;
2880         } else if (S_ISLNK(mode)) {
2881                 cmd = BTRFS_SEND_C_SYMLINK;
2882         } else if (S_ISCHR(mode) || S_ISBLK(mode)) {
2883                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKNOD;
2884         } else if (S_ISFIFO(mode)) {
2885                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKFIFO;
2886         } else if (S_ISSOCK(mode)) {
2887                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKSOCK;
2888         } else {
2889                 btrfs_warn(sctx->send_root->fs_info, "unexpected inode type %o",
2890                                 (int)(mode & S_IFMT));
2891                 ret = -EOPNOTSUPP;
2892                 goto out;
2893         }
2894
2895         ret = begin_cmd(sctx, cmd);
2896         if (ret < 0)
2897                 goto out;
2898
2899         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, p);
2900         if (ret < 0)
2901                 goto out;
2902
2903         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2904         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_INO, ino);
2905
2906         if (S_ISLNK(mode)) {
2907                 fs_path_reset(p);
2908                 ret = read_symlink(sctx->send_root, ino, p);
2909                 if (ret < 0)
2910                         goto out;
2911                 TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_LINK, p);
2912         } else if (S_ISCHR(mode) || S_ISBLK(mode) ||
2913                    S_ISFIFO(mode) || S_ISSOCK(mode)) {
2914                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_RDEV, new_encode_dev(rdev));
2915                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_MODE, mode);
2916         }
2917
2918         ret = send_cmd(sctx);
2919         if (ret < 0)
2920                 goto out;
2921
2922
2923 tlv_put_failure:
2924 out:
2925         fs_path_free(p);
2926         return ret;
2927 }
2928
2929 static void cache_dir_created(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
2930 {
2931         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
2932         int ret;
2933
2934         /* Caching is optional, ignore any failures. */
2935         entry = kmalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
2936         if (!entry)
2937                 return;
2938
2939         entry->key = dir;
2940         entry->gen = 0;
2941         ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->dir_created_cache, entry, GFP_KERNEL);
2942         if (ret < 0)
2943                 kfree(entry);
2944 }
2945
2946 /*
2947  * We need some special handling for inodes that get processed before the parent
2948  * directory got created. See process_recorded_refs for details.
2949  * This function does the check if we already created the dir out of order.
2950  */
2951 static int did_create_dir(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
2952 {
2953         int ret = 0;
2954         int iter_ret = 0;
2955         struct btrfs_path *path = NULL;
2956         struct btrfs_key key;
2957         struct btrfs_key found_key;
2958         struct btrfs_key di_key;
2959         struct btrfs_dir_item *di;
2960
2961         if (btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->dir_created_cache, dir, 0))
2962                 return 1;
2963
2964         path = alloc_path_for_send();
2965         if (!path)
2966                 return -ENOMEM;
2967
2968         key.objectid = dir;
2969         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
2970         key.offset = 0;
2971
2972         btrfs_for_each_slot(sctx->send_root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
2973                 struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
2974
2975                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
2976                     found_key.type != key.type) {
2977                         ret = 0;
2978                         break;
2979                 }
2980
2981                 di = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
2982                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(eb, di, &di_key);
2983
2984                 if (di_key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY &&
2985                     di_key.objectid < sctx->send_progress) {
2986                         ret = 1;
2987                         cache_dir_created(sctx, dir);
2988                         break;
2989                 }
2990         }
2991         /* Catch error found during iteration */
2992         if (iter_ret < 0)
2993                 ret = iter_ret;
2994
2995         btrfs_free_path(path);
2996         return ret;
2997 }
2998
2999 /*
3000  * Only creates the inode if it is:
3001  * 1. Not a directory
3002  * 2. Or a directory which was not created already due to out of order
3003  *    directories. See did_create_dir and process_recorded_refs for details.
3004  */
3005 static int send_create_inode_if_needed(struct send_ctx *sctx)
3006 {
3007         int ret;
3008
3009         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
3010                 ret = did_create_dir(sctx, sctx->cur_ino);
3011                 if (ret < 0)
3012                         return ret;
3013                 else if (ret > 0)
3014                         return 0;
3015         }
3016
3017         ret = send_create_inode(sctx, sctx->cur_ino);
3018
3019         if (ret == 0 && S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode))
3020                 cache_dir_created(sctx, sctx->cur_ino);
3021
3022         return ret;
3023 }
3024
3025 struct recorded_ref {
3026         struct list_head list;
3027         char *name;
3028         struct fs_path *full_path;
3029         u64 dir;
3030         u64 dir_gen;
3031         int name_len;
3032         struct rb_node node;
3033         struct rb_root *root;
3034 };
3035
3036 static struct recorded_ref *recorded_ref_alloc(void)
3037 {
3038         struct recorded_ref *ref;
3039
3040         ref = kzalloc(sizeof(*ref), GFP_KERNEL);
3041         if (!ref)
3042                 return NULL;
3043         RB_CLEAR_NODE(&ref->node);
3044         INIT_LIST_HEAD(&ref->list);
3045         return ref;
3046 }
3047
3048 static void recorded_ref_free(struct recorded_ref *ref)
3049 {
3050         if (!ref)
3051                 return;
3052         if (!RB_EMPTY_NODE(&ref->node))
3053                 rb_erase(&ref->node, ref->root);
3054         list_del(&ref->list);
3055         fs_path_free(ref->full_path);
3056         kfree(ref);
3057 }
3058
3059 static void set_ref_path(struct recorded_ref *ref, struct fs_path *path)
3060 {
3061         ref->full_path = path;
3062         ref->name = (char *)kbasename(ref->full_path->start);
3063         ref->name_len = ref->full_path->end - ref->name;
3064 }
3065
3066 static int dup_ref(struct recorded_ref *ref, struct list_head *list)
3067 {
3068         struct recorded_ref *new;
3069
3070         new = recorded_ref_alloc();
3071         if (!new)
3072                 return -ENOMEM;
3073
3074         new->dir = ref->dir;
3075         new->dir_gen = ref->dir_gen;
3076         list_add_tail(&new->list, list);
3077         return 0;
3078 }
3079
3080 static void __free_recorded_refs(struct list_head *head)
3081 {
3082         struct recorded_ref *cur;
3083
3084         while (!list_empty(head)) {
3085                 cur = list_entry(head->next, struct recorded_ref, list);
3086                 recorded_ref_free(cur);
3087         }
3088 }
3089
3090 static void free_recorded_refs(struct send_ctx *sctx)
3091 {
3092         __free_recorded_refs(&sctx->new_refs);
3093         __free_recorded_refs(&sctx->deleted_refs);
3094 }
3095
3096 /*
3097  * Renames/moves a file/dir to its orphan name. Used when the first
3098  * ref of an unprocessed inode gets overwritten and for all non empty
3099  * directories.
3100  */
3101 static int orphanize_inode(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
3102                           struct fs_path *path)
3103 {
3104         int ret;
3105         struct fs_path *orphan;
3106
3107         orphan = fs_path_alloc();
3108         if (!orphan)
3109                 return -ENOMEM;
3110
3111         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, orphan);
3112         if (ret < 0)
3113                 goto out;
3114
3115         ret = send_rename(sctx, path, orphan);
3116
3117 out:
3118         fs_path_free(orphan);
3119         return ret;
3120 }
3121
3122 static struct orphan_dir_info *add_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3123                                                    u64 dir_ino, u64 dir_gen)
3124 {
3125         struct rb_node **p = &sctx->orphan_dirs.rb_node;
3126         struct rb_node *parent = NULL;
3127         struct orphan_dir_info *entry, *odi;
3128
3129         while (*p) {
3130                 parent = *p;
3131                 entry = rb_entry(parent, struct orphan_dir_info, node);
3132                 if (dir_ino < entry->ino)
3133                         p = &(*p)->rb_left;
3134                 else if (dir_ino > entry->ino)
3135                         p = &(*p)->rb_right;
3136                 else if (dir_gen < entry->gen)
3137                         p = &(*p)->rb_left;
3138                 else if (dir_gen > entry->gen)
3139                         p = &(*p)->rb_right;
3140                 else
3141                         return entry;
3142         }
3143
3144         odi = kmalloc(sizeof(*odi), GFP_KERNEL);
3145         if (!odi)
3146                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3147         odi->ino = dir_ino;
3148         odi->gen = dir_gen;
3149         odi->last_dir_index_offset = 0;
3150         odi->dir_high_seq_ino = 0;
3151
3152         rb_link_node(&odi->node, parent, p);
3153         rb_insert_color(&odi->node, &sctx->orphan_dirs);
3154         return odi;
3155 }
3156
3157 static struct orphan_dir_info *get_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3158                                                    u64 dir_ino, u64 gen)
3159 {
3160         struct rb_node *n = sctx->orphan_dirs.rb_node;
3161         struct orphan_dir_info *entry;
3162
3163         while (n) {
3164                 entry = rb_entry(n, struct orphan_dir_info, node);
3165                 if (dir_ino < entry->ino)
3166                         n = n->rb_left;
3167                 else if (dir_ino > entry->ino)
3168                         n = n->rb_right;
3169                 else if (gen < entry->gen)
3170                         n = n->rb_left;
3171                 else if (gen > entry->gen)
3172                         n = n->rb_right;
3173                 else
3174                         return entry;
3175         }
3176         return NULL;
3177 }
3178
3179 static int is_waiting_for_rm(struct send_ctx *sctx, u64 dir_ino, u64 gen)
3180 {
3181         struct orphan_dir_info *odi = get_orphan_dir_info(sctx, dir_ino, gen);
3182
3183         return odi != NULL;
3184 }
3185
3186 static void free_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3187                                  struct orphan_dir_info *odi)
3188 {
3189         if (!odi)
3190                 return;
3191         rb_erase(&odi->node, &sctx->orphan_dirs);
3192         kfree(odi);
3193 }
3194
3195 /*
3196  * Returns 1 if a directory can be removed at this point in time.
3197  * We check this by iterating all dir items and checking if the inode behind
3198  * the dir item was already processed.
3199  */
3200 static int can_rmdir(struct send_ctx *sctx, u64 dir, u64 dir_gen)
3201 {
3202         int ret = 0;
3203         int iter_ret = 0;
3204         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
3205         struct btrfs_path *path;
3206         struct btrfs_key key;
3207         struct btrfs_key found_key;
3208         struct btrfs_key loc;
3209         struct btrfs_dir_item *di;
3210         struct orphan_dir_info *odi = NULL;
3211         u64 dir_high_seq_ino = 0;
3212         u64 last_dir_index_offset = 0;
3213
3214         /*
3215          * Don't try to rmdir the top/root subvolume dir.
3216          */
3217         if (dir == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
3218                 return 0;
3219
3220         odi = get_orphan_dir_info(sctx, dir, dir_gen);
3221         if (odi && sctx->cur_ino < odi->dir_high_seq_ino)
3222                 return 0;
3223
3224         path = alloc_path_for_send();
3225         if (!path)
3226                 return -ENOMEM;
3227
3228         if (!odi) {
3229                 /*
3230                  * Find the inode number associated with the last dir index
3231                  * entry. This is very likely the inode with the highest number
3232                  * of all inodes that have an entry in the directory. We can
3233                  * then use it to avoid future calls to can_rmdir(), when
3234                  * processing inodes with a lower number, from having to search
3235                  * the parent root b+tree for dir index keys.
3236                  */
3237                 key.objectid = dir;
3238                 key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
3239                 key.offset = (u64)-1;
3240
3241                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3242                 if (ret < 0) {
3243                         goto out;
3244                 } else if (ret > 0) {
3245                         /* Can't happen, the root is never empty. */
3246                         ASSERT(path->slots[0] > 0);
3247                         if (WARN_ON(path->slots[0] == 0)) {
3248                                 ret = -EUCLEAN;
3249                                 goto out;
3250                         }
3251                         path->slots[0]--;
3252                 }
3253
3254                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
3255                 if (key.objectid != dir || key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
3256                         /* No index keys, dir can be removed. */
3257                         ret = 1;
3258                         goto out;
3259                 }
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                 dir_high_seq_ino = loc.objectid;
3265                 if (sctx->cur_ino < dir_high_seq_ino) {
3266                         ret = 0;
3267                         goto out;
3268                 }
3269
3270                 btrfs_release_path(path);
3271         }
3272
3273         key.objectid = dir;
3274         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
3275         key.offset = (odi ? odi->last_dir_index_offset : 0);
3276
3277         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
3278                 struct waiting_dir_move *dm;
3279
3280                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
3281                     found_key.type != key.type)
3282                         break;
3283
3284                 di = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
3285                                 struct btrfs_dir_item);
3286                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &loc);
3287
3288                 dir_high_seq_ino = max(dir_high_seq_ino, loc.objectid);
3289                 last_dir_index_offset = found_key.offset;
3290
3291                 dm = get_waiting_dir_move(sctx, loc.objectid);
3292                 if (dm) {
3293                         dm->rmdir_ino = dir;
3294                         dm->rmdir_gen = dir_gen;
3295                         ret = 0;
3296                         goto out;
3297                 }
3298
3299                 if (loc.objectid > sctx->cur_ino) {
3300                         ret = 0;
3301                         goto out;
3302                 }
3303         }
3304         if (iter_ret < 0) {
3305                 ret = iter_ret;
3306                 goto out;
3307         }
3308         free_orphan_dir_info(sctx, odi);
3309
3310         ret = 1;
3311
3312 out:
3313         btrfs_free_path(path);
3314
3315         if (ret)
3316                 return ret;
3317
3318         if (!odi) {
3319                 odi = add_orphan_dir_info(sctx, dir, dir_gen);
3320                 if (IS_ERR(odi))
3321                         return PTR_ERR(odi);
3322
3323                 odi->gen = dir_gen;
3324         }
3325
3326         odi->last_dir_index_offset = last_dir_index_offset;
3327         odi->dir_high_seq_ino = max(odi->dir_high_seq_ino, dir_high_seq_ino);
3328
3329         return 0;
3330 }
3331
3332 static int is_waiting_for_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
3333 {
3334         struct waiting_dir_move *entry = get_waiting_dir_move(sctx, ino);
3335
3336         return entry != NULL;
3337 }
3338
3339 static int add_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino, bool orphanized)
3340 {
3341         struct rb_node **p = &sctx->waiting_dir_moves.rb_node;
3342         struct rb_node *parent = NULL;
3343         struct waiting_dir_move *entry, *dm;
3344
3345         dm = kmalloc(sizeof(*dm), GFP_KERNEL);
3346         if (!dm)
3347                 return -ENOMEM;
3348         dm->ino = ino;
3349         dm->rmdir_ino = 0;
3350         dm->rmdir_gen = 0;
3351         dm->orphanized = orphanized;
3352
3353         while (*p) {
3354                 parent = *p;
3355                 entry = rb_entry(parent, struct waiting_dir_move, node);
3356                 if (ino < entry->ino) {
3357                         p = &(*p)->rb_left;
3358                 } else if (ino > entry->ino) {
3359                         p = &(*p)->rb_right;
3360                 } else {
3361                         kfree(dm);
3362                         return -EEXIST;
3363                 }
3364         }
3365
3366         rb_link_node(&dm->node, parent, p);
3367         rb_insert_color(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
3368         return 0;
3369 }
3370
3371 static struct waiting_dir_move *
3372 get_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
3373 {
3374         struct rb_node *n = sctx->waiting_dir_moves.rb_node;
3375         struct waiting_dir_move *entry;
3376
3377         while (n) {
3378                 entry = rb_entry(n, struct waiting_dir_move, node);
3379                 if (ino < entry->ino)
3380                         n = n->rb_left;
3381                 else if (ino > entry->ino)
3382                         n = n->rb_right;
3383                 else
3384                         return entry;
3385         }
3386         return NULL;
3387 }
3388
3389 static void free_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3390                                   struct waiting_dir_move *dm)
3391 {
3392         if (!dm)
3393                 return;
3394         rb_erase(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
3395         kfree(dm);
3396 }
3397
3398 static int add_pending_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3399                                 u64 ino,
3400                                 u64 ino_gen,
3401                                 u64 parent_ino,
3402                                 struct list_head *new_refs,
3403                                 struct list_head *deleted_refs,
3404                                 const bool is_orphan)
3405 {
3406         struct rb_node **p = &sctx->pending_dir_moves.rb_node;
3407         struct rb_node *parent = NULL;
3408         struct pending_dir_move *entry = NULL, *pm;
3409         struct recorded_ref *cur;
3410         int exists = 0;
3411         int ret;
3412
3413         pm = kmalloc(sizeof(*pm), GFP_KERNEL);
3414         if (!pm)
3415                 return -ENOMEM;
3416         pm->parent_ino = parent_ino;
3417         pm->ino = ino;
3418         pm->gen = ino_gen;
3419         INIT_LIST_HEAD(&pm->list);
3420         INIT_LIST_HEAD(&pm->update_refs);
3421         RB_CLEAR_NODE(&pm->node);
3422
3423         while (*p) {
3424                 parent = *p;
3425                 entry = rb_entry(parent, struct pending_dir_move, node);
3426                 if (parent_ino < entry->parent_ino) {
3427                         p = &(*p)->rb_left;
3428                 } else if (parent_ino > entry->parent_ino) {
3429                         p = &(*p)->rb_right;
3430                 } else {
3431                         exists = 1;
3432                         break;
3433                 }
3434         }
3435
3436         list_for_each_entry(cur, deleted_refs, list) {
3437                 ret = dup_ref(cur, &pm->update_refs);
3438                 if (ret < 0)
3439                         goto out;
3440         }
3441         list_for_each_entry(cur, new_refs, list) {
3442                 ret = dup_ref(cur, &pm->update_refs);
3443                 if (ret < 0)
3444                         goto out;
3445         }
3446
3447         ret = add_waiting_dir_move(sctx, pm->ino, is_orphan);
3448         if (ret)
3449                 goto out;
3450
3451         if (exists) {
3452                 list_add_tail(&pm->list, &entry->list);
3453         } else {
3454                 rb_link_node(&pm->node, parent, p);
3455                 rb_insert_color(&pm->node, &sctx->pending_dir_moves);
3456         }
3457         ret = 0;
3458 out:
3459         if (ret) {
3460                 __free_recorded_refs(&pm->update_refs);
3461                 kfree(pm);
3462         }
3463         return ret;
3464 }
3465
3466 static struct pending_dir_move *get_pending_dir_moves(struct send_ctx *sctx,
3467                                                       u64 parent_ino)
3468 {
3469         struct rb_node *n = sctx->pending_dir_moves.rb_node;
3470         struct pending_dir_move *entry;
3471
3472         while (n) {
3473                 entry = rb_entry(n, struct pending_dir_move, node);
3474                 if (parent_ino < entry->parent_ino)
3475                         n = n->rb_left;
3476                 else if (parent_ino > entry->parent_ino)
3477                         n = n->rb_right;
3478                 else
3479                         return entry;
3480         }
3481         return NULL;
3482 }
3483
3484 static int path_loop(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *name,
3485                      u64 ino, u64 gen, u64 *ancestor_ino)
3486 {
3487         int ret = 0;
3488         u64 parent_inode = 0;
3489         u64 parent_gen = 0;
3490         u64 start_ino = ino;
3491
3492         *ancestor_ino = 0;
3493         while (ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3494                 fs_path_reset(name);
3495
3496                 if (is_waiting_for_rm(sctx, ino, gen))
3497                         break;
3498                 if (is_waiting_for_move(sctx, ino)) {
3499                         if (*ancestor_ino == 0)
3500                                 *ancestor_ino = ino;
3501                         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
3502                                             &parent_inode, &parent_gen, name);
3503                 } else {
3504                         ret = __get_cur_name_and_parent(sctx, ino, gen,
3505                                                         &parent_inode,
3506                                                         &parent_gen, name);
3507                         if (ret > 0) {
3508                                 ret = 0;
3509                                 break;
3510                         }
3511                 }
3512                 if (ret < 0)
3513                         break;
3514                 if (parent_inode == start_ino) {
3515                         ret = 1;
3516                         if (*ancestor_ino == 0)
3517                                 *ancestor_ino = ino;
3518                         break;
3519                 }
3520                 ino = parent_inode;
3521                 gen = parent_gen;
3522         }
3523         return ret;
3524 }
3525
3526 static int apply_dir_move(struct send_ctx *sctx, struct pending_dir_move *pm)
3527 {
3528         struct fs_path *from_path = NULL;
3529         struct fs_path *to_path = NULL;
3530         struct fs_path *name = NULL;
3531         u64 orig_progress = sctx->send_progress;
3532         struct recorded_ref *cur;
3533         u64 parent_ino, parent_gen;
3534         struct waiting_dir_move *dm = NULL;
3535         u64 rmdir_ino = 0;
3536         u64 rmdir_gen;
3537         u64 ancestor;
3538         bool is_orphan;
3539         int ret;
3540
3541         name = fs_path_alloc();
3542         from_path = fs_path_alloc();
3543         if (!name || !from_path) {
3544                 ret = -ENOMEM;
3545                 goto out;
3546         }
3547
3548         dm = get_waiting_dir_move(sctx, pm->ino);
3549         ASSERT(dm);
3550         rmdir_ino = dm->rmdir_ino;
3551         rmdir_gen = dm->rmdir_gen;
3552         is_orphan = dm->orphanized;
3553         free_waiting_dir_move(sctx, dm);
3554
3555         if (is_orphan) {
3556                 ret = gen_unique_name(sctx, pm->ino,
3557                                       pm->gen, from_path);
3558         } else {
3559                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, pm->ino,
3560                                     &parent_ino, &parent_gen, name);
3561                 if (ret < 0)
3562                         goto out;
3563                 ret = get_cur_path(sctx, parent_ino, parent_gen,
3564                                    from_path);
3565                 if (ret < 0)
3566                         goto out;
3567                 ret = fs_path_add_path(from_path, name);
3568         }
3569         if (ret < 0)
3570                 goto out;
3571
3572         sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
3573         ret = path_loop(sctx, name, pm->ino, pm->gen, &ancestor);
3574         if (ret < 0)
3575                 goto out;
3576         if (ret) {
3577                 LIST_HEAD(deleted_refs);
3578                 ASSERT(ancestor > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID);
3579                 ret = add_pending_dir_move(sctx, pm->ino, pm->gen, ancestor,
3580                                            &pm->update_refs, &deleted_refs,
3581                                            is_orphan);
3582                 if (ret < 0)
3583                         goto out;
3584                 if (rmdir_ino) {
3585                         dm = get_waiting_dir_move(sctx, pm->ino);
3586                         ASSERT(dm);
3587                         dm->rmdir_ino = rmdir_ino;
3588                         dm->rmdir_gen = rmdir_gen;
3589                 }
3590                 goto out;
3591         }
3592         fs_path_reset(name);
3593         to_path = name;
3594         name = NULL;
3595         ret = get_cur_path(sctx, pm->ino, pm->gen, to_path);
3596         if (ret < 0)
3597                 goto out;
3598
3599         ret = send_rename(sctx, from_path, to_path);
3600         if (ret < 0)
3601                 goto out;
3602
3603         if (rmdir_ino) {
3604                 struct orphan_dir_info *odi;
3605                 u64 gen;
3606
3607                 odi = get_orphan_dir_info(sctx, rmdir_ino, rmdir_gen);
3608                 if (!odi) {
3609                         /* already deleted */
3610                         goto finish;
3611                 }
3612                 gen = odi->gen;
3613
3614                 ret = can_rmdir(sctx, rmdir_ino, gen);
3615                 if (ret < 0)
3616                         goto out;
3617                 if (!ret)
3618                         goto finish;
3619
3620                 name = fs_path_alloc();
3621                 if (!name) {
3622                         ret = -ENOMEM;
3623                         goto out;
3624                 }
3625                 ret = get_cur_path(sctx, rmdir_ino, gen, name);
3626                 if (ret < 0)
3627                         goto out;
3628                 ret = send_rmdir(sctx, name);
3629                 if (ret < 0)
3630                         goto out;
3631         }
3632
3633 finish:
3634         ret = cache_dir_utimes(sctx, pm->ino, pm->gen);
3635         if (ret < 0)
3636                 goto out;
3637
3638         /*
3639          * After rename/move, need to update the utimes of both new parent(s)
3640          * and old parent(s).
3641          */
3642         list_for_each_entry(cur, &pm->update_refs, list) {
3643                 /*
3644                  * The parent inode might have been deleted in the send snapshot
3645                  */
3646                 ret = get_inode_info(sctx->send_root, cur->dir, NULL);
3647                 if (ret == -ENOENT) {
3648                         ret = 0;
3649                         continue;
3650                 }
3651                 if (ret < 0)
3652                         goto out;
3653
3654                 ret = cache_dir_utimes(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
3655                 if (ret < 0)
3656                         goto out;
3657         }
3658
3659 out:
3660         fs_path_free(name);
3661         fs_path_free(from_path);
3662         fs_path_free(to_path);
3663         sctx->send_progress = orig_progress;
3664
3665         return ret;
3666 }
3667
3668 static void free_pending_move(struct send_ctx *sctx, struct pending_dir_move *m)
3669 {
3670         if (!list_empty(&m->list))
3671                 list_del(&m->list);
3672         if (!RB_EMPTY_NODE(&m->node))
3673                 rb_erase(&m->node, &sctx->pending_dir_moves);
3674         __free_recorded_refs(&m->update_refs);
3675         kfree(m);
3676 }
3677
3678 static void tail_append_pending_moves(struct send_ctx *sctx,
3679                                       struct pending_dir_move *moves,
3680                                       struct list_head *stack)
3681 {
3682         if (list_empty(&moves->list)) {
3683                 list_add_tail(&moves->list, stack);
3684         } else {
3685                 LIST_HEAD(list);
3686                 list_splice_init(&moves->list, &list);
3687                 list_add_tail(&moves->list, stack);
3688                 list_splice_tail(&list, stack);
3689         }
3690         if (!RB_EMPTY_NODE(&moves->node)) {
3691                 rb_erase(&moves->node, &sctx->pending_dir_moves);
3692                 RB_CLEAR_NODE(&moves->node);
3693         }
3694 }
3695
3696 static int apply_children_dir_moves(struct send_ctx *sctx)
3697 {
3698         struct pending_dir_move *pm;
3699         LIST_HEAD(stack);
3700         u64 parent_ino = sctx->cur_ino;
3701         int ret = 0;
3702
3703         pm = get_pending_dir_moves(sctx, parent_ino);
3704         if (!pm)
3705                 return 0;
3706
3707         tail_append_pending_moves(sctx, pm, &stack);
3708
3709         while (!list_empty(&stack)) {
3710                 pm = list_first_entry(&stack, struct pending_dir_move, list);
3711                 parent_ino = pm->ino;
3712                 ret = apply_dir_move(sctx, pm);
3713                 free_pending_move(sctx, pm);
3714                 if (ret)
3715                         goto out;
3716                 pm = get_pending_dir_moves(sctx, parent_ino);
3717                 if (pm)
3718                         tail_append_pending_moves(sctx, pm, &stack);
3719         }
3720         return 0;
3721
3722 out:
3723         while (!list_empty(&stack)) {
3724                 pm = list_first_entry(&stack, struct pending_dir_move, list);
3725                 free_pending_move(sctx, pm);
3726         }
3727         return ret;
3728 }
3729
3730 /*
3731  * We might need to delay a directory rename even when no ancestor directory
3732  * (in the send root) with a higher inode number than ours (sctx->cur_ino) was
3733  * renamed. This happens when we rename a directory to the old name (the name
3734  * in the parent root) of some other unrelated directory that got its rename
3735  * delayed due to some ancestor with higher number that got renamed.
3736  *
3737  * Example:
3738  *
3739  * Parent snapshot:
3740  * .                                       (ino 256)
3741  * |---- a/                                (ino 257)
3742  * |     |---- file                        (ino 260)
3743  * |
3744  * |---- b/                                (ino 258)
3745  * |---- c/                                (ino 259)
3746  *
3747  * Send snapshot:
3748  * .                                       (ino 256)
3749  * |---- a/                                (ino 258)
3750  * |---- x/                                (ino 259)
3751  *       |---- y/                          (ino 257)
3752  *             |----- file                 (ino 260)
3753  *
3754  * Here we can not rename 258 from 'b' to 'a' without the rename of inode 257
3755  * from 'a' to 'x/y' happening first, which in turn depends on the rename of
3756  * inode 259 from 'c' to 'x'. So the order of rename commands the send stream
3757  * must issue is:
3758  *
3759  * 1 - rename 259 from 'c' to 'x'
3760  * 2 - rename 257 from 'a' to 'x/y'
3761  * 3 - rename 258 from 'b' to 'a'
3762  *
3763  * Returns 1 if the rename of sctx->cur_ino needs to be delayed, 0 if it can
3764  * be done right away and < 0 on error.
3765  */
3766 static int wait_for_dest_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3767                                   struct recorded_ref *parent_ref,
3768                                   const bool is_orphan)
3769 {
3770         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->parent_root->fs_info;
3771         struct btrfs_path *path;
3772         struct btrfs_key key;
3773         struct btrfs_key di_key;
3774         struct btrfs_dir_item *di;
3775         u64 left_gen;
3776         u64 right_gen;
3777         int ret = 0;
3778         struct waiting_dir_move *wdm;
3779
3780         if (RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves))
3781                 return 0;
3782
3783         path = alloc_path_for_send();
3784         if (!path)
3785                 return -ENOMEM;
3786
3787         key.objectid = parent_ref->dir;
3788         key.type = BTRFS_DIR_ITEM_KEY;
3789         key.offset = btrfs_name_hash(parent_ref->name, parent_ref->name_len);
3790
3791         ret = btrfs_search_slot(NULL, sctx->parent_root, &key, path, 0, 0);
3792         if (ret < 0) {
3793                 goto out;
3794         } else if (ret > 0) {
3795                 ret = 0;
3796                 goto out;
3797         }
3798
3799         di = btrfs_match_dir_item_name(fs_info, path, parent_ref->name,
3800                                        parent_ref->name_len);
3801         if (!di) {
3802                 ret = 0;
3803                 goto out;
3804         }
3805         /*
3806          * di_key.objectid has the number of the inode that has a dentry in the
3807          * parent directory with the same name that sctx->cur_ino is being
3808          * renamed to. We need to check if that inode is in the send root as
3809          * well and if it is currently marked as an inode with a pending rename,
3810          * if it is, we need to delay the rename of sctx->cur_ino as well, so
3811          * that it happens after that other inode is renamed.
3812          */
3813         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &di_key);
3814         if (di_key.type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
3815                 ret = 0;
3816                 goto out;
3817         }
3818
3819         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, di_key.objectid, &left_gen);
3820         if (ret < 0)
3821                 goto out;
3822         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, di_key.objectid, &right_gen);
3823         if (ret < 0) {
3824                 if (ret == -ENOENT)
3825                         ret = 0;
3826                 goto out;
3827         }
3828
3829         /* Different inode, no need to delay the rename of sctx->cur_ino */
3830         if (right_gen != left_gen) {
3831                 ret = 0;
3832                 goto out;
3833         }
3834
3835         wdm = get_waiting_dir_move(sctx, di_key.objectid);
3836         if (wdm && !wdm->orphanized) {
3837                 ret = add_pending_dir_move(sctx,
3838                                            sctx->cur_ino,
3839                                            sctx->cur_inode_gen,
3840                                            di_key.objectid,
3841                                            &sctx->new_refs,
3842                                            &sctx->deleted_refs,
3843                                            is_orphan);
3844                 if (!ret)
3845                         ret = 1;
3846         }
3847 out:
3848         btrfs_free_path(path);
3849         return ret;
3850 }
3851
3852 /*
3853  * Check if inode ino2, or any of its ancestors, is inode ino1.
3854  * Return 1 if true, 0 if false and < 0 on error.
3855  */
3856 static int check_ino_in_path(struct btrfs_root *root,
3857                              const u64 ino1,
3858                              const u64 ino1_gen,
3859                              const u64 ino2,
3860                              const u64 ino2_gen,
3861                              struct fs_path *fs_path)
3862 {
3863         u64 ino = ino2;
3864
3865         if (ino1 == ino2)
3866                 return ino1_gen == ino2_gen;
3867
3868         while (ino > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3869                 u64 parent;
3870                 u64 parent_gen;
3871                 int ret;
3872
3873                 fs_path_reset(fs_path);
3874                 ret = get_first_ref(root, ino, &parent, &parent_gen, fs_path);
3875                 if (ret < 0)
3876                         return ret;
3877                 if (parent == ino1)
3878                         return parent_gen == ino1_gen;
3879                 ino = parent;
3880         }
3881         return 0;
3882 }
3883
3884 /*
3885  * Check if inode ino1 is an ancestor of inode ino2 in the given root for any
3886  * possible path (in case ino2 is not a directory and has multiple hard links).
3887  * Return 1 if true, 0 if false and < 0 on error.
3888  */
3889 static int is_ancestor(struct btrfs_root *root,
3890                        const u64 ino1,
3891                        const u64 ino1_gen,
3892                        const u64 ino2,
3893                        struct fs_path *fs_path)
3894 {
3895         bool free_fs_path = false;
3896         int ret = 0;
3897         int iter_ret = 0;
3898         struct btrfs_path *path = NULL;
3899         struct btrfs_key key;
3900
3901         if (!fs_path) {
3902                 fs_path = fs_path_alloc();
3903                 if (!fs_path)
3904                         return -ENOMEM;
3905                 free_fs_path = true;
3906         }
3907
3908         path = alloc_path_for_send();
3909         if (!path) {
3910                 ret = -ENOMEM;
3911                 goto out;
3912         }
3913
3914         key.objectid = ino2;
3915         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
3916         key.offset = 0;
3917
3918         btrfs_for_each_slot(root, &key, &key, path, iter_ret) {
3919                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
3920                 int slot = path->slots[0];
3921                 u32 cur_offset = 0;
3922                 u32 item_size;
3923
3924                 if (key.objectid != ino2)
3925                         break;
3926                 if (key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
3927                     key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
3928                         break;
3929
3930                 item_size = btrfs_item_size(leaf, slot);
3931                 while (cur_offset < item_size) {
3932                         u64 parent;
3933                         u64 parent_gen;
3934
3935                         if (key.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3936                                 unsigned long ptr;
3937                                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3938
3939                                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot);
3940                                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)
3941                                         (ptr + cur_offset);
3942                                 parent = btrfs_inode_extref_parent(leaf,
3943                                                                    extref);
3944                                 cur_offset += sizeof(*extref);
3945                                 cur_offset += btrfs_inode_extref_name_len(leaf,
3946                                                                   extref);
3947                         } else {
3948                                 parent = key.offset;
3949                                 cur_offset = item_size;
3950                         }
3951
3952                         ret = get_inode_gen(root, parent, &parent_gen);
3953                         if (ret < 0)
3954                                 goto out;
3955                         ret = check_ino_in_path(root, ino1, ino1_gen,
3956                                                 parent, parent_gen, fs_path);
3957                         if (ret)
3958                                 goto out;
3959                 }
3960         }
3961         ret = 0;
3962         if (iter_ret < 0)
3963                 ret = iter_ret;
3964
3965 out:
3966         btrfs_free_path(path);
3967         if (free_fs_path)
3968                 fs_path_free(fs_path);
3969         return ret;
3970 }
3971
3972 static int wait_for_parent_move(struct send_ctx *sctx,
3973                                 struct recorded_ref *parent_ref,
3974                                 const bool is_orphan)
3975 {
3976         int ret = 0;
3977         u64 ino = parent_ref->dir;
3978         u64 ino_gen = parent_ref->dir_gen;
3979         u64 parent_ino_before, parent_ino_after;
3980         struct fs_path *path_before = NULL;
3981         struct fs_path *path_after = NULL;
3982         int len1, len2;
3983
3984         path_after = fs_path_alloc();
3985         path_before = fs_path_alloc();
3986         if (!path_after || !path_before) {
3987                 ret = -ENOMEM;
3988                 goto out;
3989         }
3990
3991         /*
3992          * Our current directory inode may not yet be renamed/moved because some
3993          * ancestor (immediate or not) has to be renamed/moved first. So find if
3994          * such ancestor exists and make sure our own rename/move happens after
3995          * that ancestor is processed to avoid path build infinite loops (done
3996          * at get_cur_path()).
3997          */
3998         while (ino > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3999                 u64 parent_ino_after_gen;
4000
4001                 if (is_waiting_for_move(sctx, ino)) {
4002                         /*
4003                          * If the current inode is an ancestor of ino in the
4004                          * parent root, we need to delay the rename of the
4005                          * current inode, otherwise don't delayed the rename
4006                          * because we can end up with a circular dependency
4007                          * of renames, resulting in some directories never
4008                          * getting the respective rename operations issued in
4009                          * the send stream or getting into infinite path build
4010                          * loops.
4011                          */
4012                         ret = is_ancestor(sctx->parent_root,
4013                                           sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4014                                           ino, path_before);
4015                         if (ret)
4016                                 break;
4017                 }
4018
4019                 fs_path_reset(path_before);
4020                 fs_path_reset(path_after);
4021
4022                 ret = get_first_ref(sctx->send_root, ino, &parent_ino_after,
4023                                     &parent_ino_after_gen, path_after);
4024                 if (ret < 0)
4025                         goto out;
4026                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino, &parent_ino_before,
4027                                     NULL, path_before);
4028                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT) {
4029                         goto out;
4030                 } else if (ret == -ENOENT) {
4031                         ret = 0;
4032                         break;
4033                 }
4034
4035                 len1 = fs_path_len(path_before);
4036                 len2 = fs_path_len(path_after);
4037                 if (ino > sctx->cur_ino &&
4038                     (parent_ino_before != parent_ino_after || len1 != len2 ||
4039                      memcmp(path_before->start, path_after->start, len1))) {
4040                         u64 parent_ino_gen;
4041
4042                         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, ino, &parent_ino_gen);
4043                         if (ret < 0)
4044                                 goto out;
4045                         if (ino_gen == parent_ino_gen) {
4046                                 ret = 1;
4047                                 break;
4048                         }
4049                 }
4050                 ino = parent_ino_after;
4051                 ino_gen = parent_ino_after_gen;
4052         }
4053
4054 out:
4055         fs_path_free(path_before);
4056         fs_path_free(path_after);
4057
4058         if (ret == 1) {
4059                 ret = add_pending_dir_move(sctx,
4060                                            sctx->cur_ino,
4061                                            sctx->cur_inode_gen,
4062                                            ino,
4063                                            &sctx->new_refs,
4064                                            &sctx->deleted_refs,
4065                                            is_orphan);
4066                 if (!ret)
4067                         ret = 1;
4068         }
4069
4070         return ret;
4071 }
4072
4073 static int update_ref_path(struct send_ctx *sctx, struct recorded_ref *ref)
4074 {
4075         int ret;
4076         struct fs_path *new_path;
4077
4078         /*
4079          * Our reference's name member points to its full_path member string, so
4080          * we use here a new path.
4081          */
4082         new_path = fs_path_alloc();
4083         if (!new_path)
4084                 return -ENOMEM;
4085
4086         ret = get_cur_path(sctx, ref->dir, ref->dir_gen, new_path);
4087         if (ret < 0) {
4088                 fs_path_free(new_path);
4089                 return ret;
4090         }
4091         ret = fs_path_add(new_path, ref->name, ref->name_len);
4092         if (ret < 0) {
4093                 fs_path_free(new_path);
4094                 return ret;
4095         }
4096
4097         fs_path_free(ref->full_path);
4098         set_ref_path(ref, new_path);
4099
4100         return 0;
4101 }
4102
4103 /*
4104  * When processing the new references for an inode we may orphanize an existing
4105  * directory inode because its old name conflicts with one of the new references
4106  * of the current inode. Later, when processing another new reference of our
4107  * inode, we might need to orphanize another inode, but the path we have in the
4108  * reference reflects the pre-orphanization name of the directory we previously
4109  * orphanized. For example:
4110  *
4111  * parent snapshot looks like:
4112  *
4113  * .                                     (ino 256)
4114  * |----- f1                             (ino 257)
4115  * |----- f2                             (ino 258)
4116  * |----- d1/                            (ino 259)
4117  *        |----- d2/                     (ino 260)
4118  *
4119  * send snapshot looks like:
4120  *
4121  * .                                     (ino 256)
4122  * |----- d1                             (ino 258)
4123  * |----- f2/                            (ino 259)
4124  *        |----- f2_link/                (ino 260)
4125  *        |       |----- f1              (ino 257)
4126  *        |
4127  *        |----- d2                      (ino 258)
4128  *
4129  * When processing inode 257 we compute the name for inode 259 as "d1", and we
4130  * cache it in the name cache. Later when we start processing inode 258, when
4131  * collecting all its new references we set a full path of "d1/d2" for its new
4132  * reference with name "d2". When we start processing the new references we
4133  * start by processing the new reference with name "d1", and this results in
4134  * orphanizing inode 259, since its old reference causes a conflict. Then we
4135  * move on the next new reference, with name "d2", and we find out we must
4136  * orphanize inode 260, as its old reference conflicts with ours - but for the
4137  * orphanization we use a source path corresponding to the path we stored in the
4138  * new reference, which is "d1/d2" and not "o259-6-0/d2" - this makes the
4139  * receiver fail since the path component "d1/" no longer exists, it was renamed
4140  * to "o259-6-0/" when processing the previous new reference. So in this case we
4141  * must recompute the path in the new reference and use it for the new
4142  * orphanization operation.
4143  */
4144 static int refresh_ref_path(struct send_ctx *sctx, struct recorded_ref *ref)
4145 {
4146         char *name;
4147         int ret;
4148
4149         name = kmemdup(ref->name, ref->name_len, GFP_KERNEL);
4150         if (!name)
4151                 return -ENOMEM;
4152
4153         fs_path_reset(ref->full_path);
4154         ret = get_cur_path(sctx, ref->dir, ref->dir_gen, ref->full_path);
4155         if (ret < 0)
4156                 goto out;
4157
4158         ret = fs_path_add(ref->full_path, name, ref->name_len);
4159         if (ret < 0)
4160                 goto out;
4161
4162         /* Update the reference's base name pointer. */
4163         set_ref_path(ref, ref->full_path);
4164 out:
4165         kfree(name);
4166         return ret;
4167 }
4168
4169 /*
4170  * This does all the move/link/unlink/rmdir magic.
4171  */
4172 static int process_recorded_refs(struct send_ctx *sctx, int *pending_move)
4173 {
4174         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
4175         int ret = 0;
4176         struct recorded_ref *cur;
4177         struct recorded_ref *cur2;
4178         LIST_HEAD(check_dirs);
4179         struct fs_path *valid_path = NULL;
4180         u64 ow_inode = 0;
4181         u64 ow_gen;
4182         u64 ow_mode;
4183         int did_overwrite = 0;
4184         int is_orphan = 0;
4185         u64 last_dir_ino_rm = 0;
4186         bool can_rename = true;
4187         bool orphanized_dir = false;
4188         bool orphanized_ancestor = false;
4189
4190         btrfs_debug(fs_info, "process_recorded_refs %llu", sctx->cur_ino);
4191
4192         /*
4193          * This should never happen as the root dir always has the same ref
4194          * which is always '..'
4195          */
4196         if (unlikely(sctx->cur_ino <= BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
4197                 btrfs_err(fs_info,
4198                           "send: unexpected inode %llu in process_recorded_refs()",
4199                           sctx->cur_ino);
4200                 ret = -EINVAL;
4201                 goto out;
4202         }
4203
4204         valid_path = fs_path_alloc();
4205         if (!valid_path) {
4206                 ret = -ENOMEM;
4207                 goto out;
4208         }
4209
4210         /*
4211          * First, check if the first ref of the current inode was overwritten
4212          * before. If yes, we know that the current inode was already orphanized
4213          * and thus use the orphan name. If not, we can use get_cur_path to
4214          * get the path of the first ref as it would like while receiving at
4215          * this point in time.
4216          * New inodes are always orphan at the beginning, so force to use the
4217          * orphan name in this case.
4218          * The first ref is stored in valid_path and will be updated if it
4219          * gets moved around.
4220          */
4221         if (!sctx->cur_inode_new) {
4222                 ret = did_overwrite_first_ref(sctx, sctx->cur_ino,
4223                                 sctx->cur_inode_gen);
4224                 if (ret < 0)
4225                         goto out;
4226                 if (ret)
4227                         did_overwrite = 1;
4228         }
4229         if (sctx->cur_inode_new || did_overwrite) {
4230                 ret = gen_unique_name(sctx, sctx->cur_ino,
4231                                 sctx->cur_inode_gen, valid_path);
4232                 if (ret < 0)
4233                         goto out;
4234                 is_orphan = 1;
4235         } else {
4236                 ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4237                                 valid_path);
4238                 if (ret < 0)
4239                         goto out;
4240         }
4241
4242         /*
4243          * Before doing any rename and link operations, do a first pass on the
4244          * new references to orphanize any unprocessed inodes that may have a
4245          * reference that conflicts with one of the new references of the current
4246          * inode. This needs to happen first because a new reference may conflict
4247          * with the old reference of a parent directory, so we must make sure
4248          * that the path used for link and rename commands don't use an
4249          * orphanized name when an ancestor was not yet orphanized.
4250          *
4251          * Example:
4252          *
4253          * Parent snapshot:
4254          *
4255          * .                                                      (ino 256)
4256          * |----- testdir/                                        (ino 259)
4257          * |          |----- a                                    (ino 257)
4258          * |
4259          * |----- b                                               (ino 258)
4260          *
4261          * Send snapshot:
4262          *
4263          * .                                                      (ino 256)
4264          * |----- testdir_2/                                      (ino 259)
4265          * |          |----- a                                    (ino 260)
4266          * |
4267          * |----- testdir                                         (ino 257)
4268          * |----- b                                               (ino 257)
4269          * |----- b2                                              (ino 258)
4270          *
4271          * Processing the new reference for inode 257 with name "b" may happen
4272          * before processing the new reference with name "testdir". If so, we
4273          * must make sure that by the time we send a link command to create the
4274          * hard link "b", inode 259 was already orphanized, since the generated
4275          * path in "valid_path" already contains the orphanized name for 259.
4276          * We are processing inode 257, so only later when processing 259 we do
4277          * the rename operation to change its temporary (orphanized) name to
4278          * "testdir_2".
4279          */
4280         list_for_each_entry(cur, &sctx->new_refs, list) {
4281                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen, NULL, NULL);
4282                 if (ret < 0)
4283                         goto out;
4284                 if (ret == inode_state_will_create)
4285                         continue;
4286
4287                 /*
4288                  * Check if this new ref would overwrite the first ref of another
4289                  * unprocessed inode. If yes, orphanize the overwritten inode.
4290                  * If we find an overwritten ref that is not the first ref,
4291                  * simply unlink it.
4292                  */
4293                 ret = will_overwrite_ref(sctx, cur->dir, cur->dir_gen,
4294                                 cur->name, cur->name_len,
4295                                 &ow_inode, &ow_gen, &ow_mode);
4296                 if (ret < 0)
4297                         goto out;
4298                 if (ret) {
4299                         ret = is_first_ref(sctx->parent_root,
4300                                            ow_inode, cur->dir, cur->name,
4301                                            cur->name_len);
4302                         if (ret < 0)
4303                                 goto out;
4304                         if (ret) {
4305                                 struct name_cache_entry *nce;
4306                                 struct waiting_dir_move *wdm;
4307
4308                                 if (orphanized_dir) {
4309                                         ret = refresh_ref_path(sctx, cur);
4310                                         if (ret < 0)
4311                                                 goto out;
4312                                 }
4313
4314                                 ret = orphanize_inode(sctx, ow_inode, ow_gen,
4315                                                 cur->full_path);
4316                                 if (ret < 0)
4317                                         goto out;
4318                                 if (S_ISDIR(ow_mode))
4319                                         orphanized_dir = true;
4320
4321                                 /*
4322                                  * If ow_inode has its rename operation delayed
4323                                  * make sure that its orphanized name is used in
4324                                  * the source path when performing its rename
4325                                  * operation.
4326                                  */
4327                                 wdm = get_waiting_dir_move(sctx, ow_inode);
4328                                 if (wdm)
4329                                         wdm->orphanized = true;
4330
4331                                 /*
4332                                  * Make sure we clear our orphanized inode's
4333                                  * name from the name cache. This is because the
4334                                  * inode ow_inode might be an ancestor of some
4335                                  * other inode that will be orphanized as well
4336                                  * later and has an inode number greater than
4337                                  * sctx->send_progress. We need to prevent
4338                                  * future name lookups from using the old name
4339                                  * and get instead the orphan name.
4340                                  */
4341                                 nce = name_cache_search(sctx, ow_inode, ow_gen);
4342                                 if (nce)
4343                                         btrfs_lru_cache_remove(&sctx->name_cache,
4344                                                                &nce->entry);
4345
4346                                 /*
4347                                  * ow_inode might currently be an ancestor of
4348                                  * cur_ino, therefore compute valid_path (the
4349                                  * current path of cur_ino) again because it
4350                                  * might contain the pre-orphanization name of
4351                                  * ow_inode, which is no longer valid.
4352                                  */
4353                                 ret = is_ancestor(sctx->parent_root,
4354                                                   ow_inode, ow_gen,
4355                                                   sctx->cur_ino, NULL);
4356                                 if (ret > 0) {
4357                                         orphanized_ancestor = true;
4358                                         fs_path_reset(valid_path);
4359                                         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino,
4360                                                            sctx->cur_inode_gen,
4361                                                            valid_path);
4362                                 }
4363                                 if (ret < 0)
4364                                         goto out;
4365                         } else {
4366                                 /*
4367                                  * If we previously orphanized a directory that
4368                                  * collided with a new reference that we already
4369                                  * processed, recompute the current path because
4370                                  * that directory may be part of the path.
4371                                  */
4372                                 if (orphanized_dir) {
4373                                         ret = refresh_ref_path(sctx, cur);
4374                                         if (ret < 0)
4375                                                 goto out;
4376                                 }
4377                                 ret = send_unlink(sctx, cur->full_path);
4378                                 if (ret < 0)
4379                                         goto out;
4380                         }
4381                 }
4382
4383         }
4384
4385         list_for_each_entry(cur, &sctx->new_refs, list) {
4386                 /*
4387                  * We may have refs where the parent directory does not exist
4388                  * yet. This happens if the parent directories inum is higher
4389                  * than the current inum. To handle this case, we create the
4390                  * parent directory out of order. But we need to check if this
4391                  * did already happen before due to other refs in the same dir.
4392                  */
4393                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen, NULL, NULL);
4394                 if (ret < 0)
4395                         goto out;
4396                 if (ret == inode_state_will_create) {
4397                         ret = 0;
4398                         /*
4399                          * First check if any of the current inodes refs did
4400                          * already create the dir.
4401                          */
4402                         list_for_each_entry(cur2, &sctx->new_refs, list) {
4403                                 if (cur == cur2)
4404                                         break;
4405                                 if (cur2->dir == cur->dir) {
4406                                         ret = 1;
4407                                         break;
4408                                 }
4409                         }
4410
4411                         /*
4412                          * If that did not happen, check if a previous inode
4413                          * did already create the dir.
4414                          */
4415                         if (!ret)
4416                                 ret = did_create_dir(sctx, cur->dir);
4417                         if (ret < 0)
4418                                 goto out;
4419                         if (!ret) {
4420                                 ret = send_create_inode(sctx, cur->dir);
4421                                 if (ret < 0)
4422                                         goto out;
4423                                 cache_dir_created(sctx, cur->dir);
4424                         }
4425                 }
4426
4427                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->parent_root) {
4428                         ret = wait_for_dest_dir_move(sctx, cur, is_orphan);
4429                         if (ret < 0)
4430                                 goto out;
4431                         if (ret == 1) {
4432                                 can_rename = false;
4433                                 *pending_move = 1;
4434                         }
4435                 }
4436
4437                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->parent_root &&
4438                     can_rename) {
4439                         ret = wait_for_parent_move(sctx, cur, is_orphan);
4440                         if (ret < 0)
4441                                 goto out;
4442                         if (ret == 1) {
4443                                 can_rename = false;
4444                                 *pending_move = 1;
4445                         }
4446                 }
4447
4448                 /*
4449                  * link/move the ref to the new place. If we have an orphan
4450                  * inode, move it and update valid_path. If not, link or move
4451                  * it depending on the inode mode.
4452                  */
4453                 if (is_orphan && can_rename) {
4454                         ret = send_rename(sctx, valid_path, cur->full_path);
4455                         if (ret < 0)
4456                                 goto out;
4457                         is_orphan = 0;
4458                         ret = fs_path_copy(valid_path, cur->full_path);
4459                         if (ret < 0)
4460                                 goto out;
4461                 } else if (can_rename) {
4462                         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
4463                                 /*
4464                                  * Dirs can't be linked, so move it. For moved
4465                                  * dirs, we always have one new and one deleted
4466                                  * ref. The deleted ref is ignored later.
4467                                  */
4468                                 ret = send_rename(sctx, valid_path,
4469                                                   cur->full_path);
4470                                 if (!ret)
4471                                         ret = fs_path_copy(valid_path,
4472                                                            cur->full_path);
4473                                 if (ret < 0)
4474                                         goto out;
4475                         } else {
4476                                 /*
4477                                  * We might have previously orphanized an inode
4478                                  * which is an ancestor of our current inode,
4479                                  * so our reference's full path, which was
4480                                  * computed before any such orphanizations, must
4481                                  * be updated.
4482                                  */
4483                                 if (orphanized_dir) {
4484                                         ret = update_ref_path(sctx, cur);
4485                                         if (ret < 0)
4486                                                 goto out;
4487                                 }
4488                                 ret = send_link(sctx, cur->full_path,
4489                                                 valid_path);
4490                                 if (ret < 0)
4491                                         goto out;
4492                         }
4493                 }
4494                 ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4495                 if (ret < 0)
4496                         goto out;
4497         }
4498
4499         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->cur_inode_deleted) {
4500                 /*
4501                  * Check if we can already rmdir the directory. If not,
4502                  * orphanize it. For every dir item inside that gets deleted
4503                  * later, we do this check again and rmdir it then if possible.
4504                  * See the use of check_dirs for more details.
4505                  */
4506                 ret = can_rmdir(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen);
4507                 if (ret < 0)
4508                         goto out;
4509                 if (ret) {
4510                         ret = send_rmdir(sctx, valid_path);
4511                         if (ret < 0)
4512                                 goto out;
4513                 } else if (!is_orphan) {
4514                         ret = orphanize_inode(sctx, sctx->cur_ino,
4515                                         sctx->cur_inode_gen, valid_path);
4516                         if (ret < 0)
4517                                 goto out;
4518                         is_orphan = 1;
4519                 }
4520
4521                 list_for_each_entry(cur, &sctx->deleted_refs, list) {
4522                         ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4523                         if (ret < 0)
4524                                 goto out;
4525                 }
4526         } else if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) &&
4527                    !list_empty(&sctx->deleted_refs)) {
4528                 /*
4529                  * We have a moved dir. Add the old parent to check_dirs
4530                  */
4531                 cur = list_entry(sctx->deleted_refs.next, struct recorded_ref,
4532                                 list);
4533                 ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4534                 if (ret < 0)
4535                         goto out;
4536         } else if (!S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
4537                 /*
4538                  * We have a non dir inode. Go through all deleted refs and
4539                  * unlink them if they were not already overwritten by other
4540                  * inodes.
4541                  */
4542                 list_for_each_entry(cur, &sctx->deleted_refs, list) {
4543                         ret = did_overwrite_ref(sctx, cur->dir, cur->dir_gen,
4544                                         sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4545                                         cur->name, cur->name_len);
4546                         if (ret < 0)
4547                                 goto out;
4548                         if (!ret) {
4549                                 /*
4550                                  * If we orphanized any ancestor before, we need
4551                                  * to recompute the full path for deleted names,
4552                                  * since any such path was computed before we
4553                                  * processed any references and orphanized any
4554                                  * ancestor inode.
4555                                  */
4556                                 if (orphanized_ancestor) {
4557                                         ret = update_ref_path(sctx, cur);
4558                                         if (ret < 0)
4559                                                 goto out;
4560                                 }
4561                                 ret = send_unlink(sctx, cur->full_path);
4562                                 if (ret < 0)
4563                                         goto out;
4564                         }
4565                         ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4566                         if (ret < 0)
4567                                 goto out;
4568                 }
4569                 /*
4570                  * If the inode is still orphan, unlink the orphan. This may
4571                  * happen when a previous inode did overwrite the first ref
4572                  * of this inode and no new refs were added for the current
4573                  * inode. Unlinking does not mean that the inode is deleted in
4574                  * all cases. There may still be links to this inode in other
4575                  * places.
4576                  */
4577                 if (is_orphan) {
4578                         ret = send_unlink(sctx, valid_path);
4579                         if (ret < 0)
4580                                 goto out;
4581                 }
4582         }
4583
4584         /*
4585          * We did collect all parent dirs where cur_inode was once located. We
4586          * now go through all these dirs and check if they are pending for
4587          * deletion and if it's finally possible to perform the rmdir now.
4588          * We also update the inode stats of the parent dirs here.
4589          */
4590         list_for_each_entry(cur, &check_dirs, list) {
4591                 /*
4592                  * In case we had refs into dirs that were not processed yet,
4593                  * we don't need to do the utime and rmdir logic for these dirs.
4594                  * The dir will be processed later.
4595                  */
4596                 if (cur->dir > sctx->cur_ino)
4597                         continue;
4598
4599                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen, NULL, NULL);
4600                 if (ret < 0)
4601                         goto out;
4602
4603                 if (ret == inode_state_did_create ||
4604                     ret == inode_state_no_change) {
4605                         ret = cache_dir_utimes(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
4606                         if (ret < 0)
4607                                 goto out;
4608                 } else if (ret == inode_state_did_delete &&
4609                            cur->dir != last_dir_ino_rm) {
4610                         ret = can_rmdir(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
4611                         if (ret < 0)
4612                                 goto out;
4613                         if (ret) {
4614                                 ret = get_cur_path(sctx, cur->dir,
4615                                                    cur->dir_gen, valid_path);
4616                                 if (ret < 0)
4617                                         goto out;
4618                                 ret = send_rmdir(sctx, valid_path);
4619                                 if (ret < 0)
4620                                         goto out;
4621                                 last_dir_ino_rm = cur->dir;
4622                         }
4623                 }
4624         }
4625
4626         ret = 0;
4627
4628 out:
4629         __free_recorded_refs(&check_dirs);
4630         free_recorded_refs(sctx);
4631         fs_path_free(valid_path);
4632         return ret;
4633 }
4634
4635 static int rbtree_ref_comp(const void *k, const struct rb_node *node)
4636 {
4637         const struct recorded_ref *data = k;
4638         const struct recorded_ref *ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4639         int result;
4640
4641         if (data->dir > ref->dir)
4642                 return 1;
4643         if (data->dir < ref->dir)
4644                 return -1;
4645         if (data->dir_gen > ref->dir_gen)
4646                 return 1;
4647         if (data->dir_gen < ref->dir_gen)
4648                 return -1;
4649         if (data->name_len > ref->name_len)
4650                 return 1;
4651         if (data->name_len < ref->name_len)
4652                 return -1;
4653         result = strcmp(data->name, ref->name);
4654         if (result > 0)
4655                 return 1;
4656         if (result < 0)
4657                 return -1;
4658         return 0;
4659 }
4660
4661 static bool rbtree_ref_less(struct rb_node *node, const struct rb_node *parent)
4662 {
4663         const struct recorded_ref *entry = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4664
4665         return rbtree_ref_comp(entry, parent) < 0;
4666 }
4667
4668 static int record_ref_in_tree(struct rb_root *root, struct list_head *refs,
4669                               struct fs_path *name, u64 dir, u64 dir_gen,
4670                               struct send_ctx *sctx)
4671 {
4672         int ret = 0;
4673         struct fs_path *path = NULL;
4674         struct recorded_ref *ref = NULL;
4675
4676         path = fs_path_alloc();
4677         if (!path) {
4678                 ret = -ENOMEM;
4679                 goto out;
4680         }
4681
4682         ref = recorded_ref_alloc();
4683         if (!ref) {
4684                 ret = -ENOMEM;
4685                 goto out;
4686         }
4687
4688         ret = get_cur_path(sctx, dir, dir_gen, path);
4689         if (ret < 0)
4690                 goto out;
4691         ret = fs_path_add_path(path, name);
4692         if (ret < 0)
4693                 goto out;
4694
4695         ref->dir = dir;
4696         ref->dir_gen = dir_gen;
4697         set_ref_path(ref, path);
4698         list_add_tail(&ref->list, refs);
4699         rb_add(&ref->node, root, rbtree_ref_less);
4700         ref->root = root;
4701 out:
4702         if (ret) {
4703                 if (path && (!ref || !ref->full_path))
4704                         fs_path_free(path);
4705                 recorded_ref_free(ref);
4706         }
4707         return ret;
4708 }
4709
4710 static int record_new_ref_if_needed(int num, u64 dir, int index,
4711                                     struct fs_path *name, void *ctx)
4712 {
4713         int ret = 0;
4714         struct send_ctx *sctx = ctx;
4715         struct rb_node *node = NULL;
4716         struct recorded_ref data;
4717         struct recorded_ref *ref;
4718         u64 dir_gen;
4719
4720         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, dir, &dir_gen);
4721         if (ret < 0)
4722                 goto out;
4723
4724         data.dir = dir;
4725         data.dir_gen = dir_gen;
4726         set_ref_path(&data, name);
4727         node = rb_find(&data, &sctx->rbtree_deleted_refs, rbtree_ref_comp);
4728         if (node) {
4729                 ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4730                 recorded_ref_free(ref);
4731         } else {
4732                 ret = record_ref_in_tree(&sctx->rbtree_new_refs,
4733                                          &sctx->new_refs, name, dir, dir_gen,
4734                                          sctx);
4735         }
4736 out:
4737         return ret;
4738 }
4739
4740 static int record_deleted_ref_if_needed(int num, u64 dir, int index,
4741                                         struct fs_path *name, void *ctx)
4742 {
4743         int ret = 0;
4744         struct send_ctx *sctx = ctx;
4745         struct rb_node *node = NULL;
4746         struct recorded_ref data;
4747         struct recorded_ref *ref;
4748         u64 dir_gen;
4749
4750         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, dir, &dir_gen);
4751         if (ret < 0)
4752                 goto out;
4753
4754         data.dir = dir;
4755         data.dir_gen = dir_gen;
4756         set_ref_path(&data, name);
4757         node = rb_find(&data, &sctx->rbtree_new_refs, rbtree_ref_comp);
4758         if (node) {
4759                 ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4760                 recorded_ref_free(ref);
4761         } else {
4762                 ret = record_ref_in_tree(&sctx->rbtree_deleted_refs,
4763                                          &sctx->deleted_refs, name, dir,
4764                                          dir_gen, sctx);
4765         }
4766 out:
4767         return ret;
4768 }
4769
4770 static int record_new_ref(struct send_ctx *sctx)
4771 {
4772         int ret;
4773
4774         ret = iterate_inode_ref(sctx->send_root, sctx->left_path,
4775                                 sctx->cmp_key, 0, record_new_ref_if_needed, sctx);
4776         if (ret < 0)
4777                 goto out;
4778         ret = 0;
4779
4780 out:
4781         return ret;
4782 }
4783
4784 static int record_deleted_ref(struct send_ctx *sctx)
4785 {
4786         int ret;
4787
4788         ret = iterate_inode_ref(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4789                                 sctx->cmp_key, 0, record_deleted_ref_if_needed,
4790                                 sctx);
4791         if (ret < 0)
4792                 goto out;
4793         ret = 0;
4794
4795 out:
4796         return ret;
4797 }
4798
4799 static int record_changed_ref(struct send_ctx *sctx)
4800 {
4801         int ret = 0;
4802
4803         ret = iterate_inode_ref(sctx->send_root, sctx->left_path,
4804                         sctx->cmp_key, 0, record_new_ref_if_needed, sctx);
4805         if (ret < 0)
4806                 goto out;
4807         ret = iterate_inode_ref(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4808                         sctx->cmp_key, 0, record_deleted_ref_if_needed, sctx);
4809         if (ret < 0)
4810                 goto out;
4811         ret = 0;
4812
4813 out:
4814         return ret;
4815 }
4816
4817 /*
4818  * Record and process all refs at once. Needed when an inode changes the
4819  * generation number, which means that it was deleted and recreated.
4820  */
4821 static int process_all_refs(struct send_ctx *sctx,
4822                             enum btrfs_compare_tree_result cmd)
4823 {
4824         int ret = 0;
4825         int iter_ret = 0;
4826         struct btrfs_root *root;
4827         struct btrfs_path *path;
4828         struct btrfs_key key;
4829         struct btrfs_key found_key;
4830         iterate_inode_ref_t cb;
4831         int pending_move = 0;
4832
4833         path = alloc_path_for_send();
4834         if (!path)
4835                 return -ENOMEM;
4836
4837         if (cmd == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW) {
4838                 root = sctx->send_root;
4839                 cb = record_new_ref_if_needed;
4840         } else if (cmd == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED) {
4841                 root = sctx->parent_root;
4842                 cb = record_deleted_ref_if_needed;
4843         } else {
4844                 btrfs_err(sctx->send_root->fs_info,
4845                                 "Wrong command %d in process_all_refs", cmd);
4846                 ret = -EINVAL;
4847                 goto out;
4848         }
4849
4850         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
4851         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
4852         key.offset = 0;
4853         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
4854                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
4855                     (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
4856                      found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY))
4857                         break;
4858
4859                 ret = iterate_inode_ref(root, path, &found_key, 0, cb, sctx);
4860                 if (ret < 0)
4861                         goto out;
4862         }
4863         /* Catch error found during iteration */
4864         if (iter_ret < 0) {
4865                 ret = iter_ret;
4866                 goto out;
4867         }
4868         btrfs_release_path(path);
4869
4870         /*
4871          * We don't actually care about pending_move as we are simply
4872          * re-creating this inode and will be rename'ing it into place once we
4873          * rename the parent directory.
4874          */
4875         ret = process_recorded_refs(sctx, &pending_move);
4876 out:
4877         btrfs_free_path(path);
4878         return ret;
4879 }
4880
4881 static int send_set_xattr(struct send_ctx *sctx,
4882                           struct fs_path *path,
4883                           const char *name, int name_len,
4884                           const char *data, int data_len)
4885 {
4886         int ret = 0;
4887
4888         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SET_XATTR);
4889         if (ret < 0)
4890                 goto out;
4891
4892         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
4893         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_NAME, name, name_len);
4894         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_DATA, data, data_len);
4895
4896         ret = send_cmd(sctx);
4897
4898 tlv_put_failure:
4899 out:
4900         return ret;
4901 }
4902
4903 static int send_remove_xattr(struct send_ctx *sctx,
4904                           struct fs_path *path,
4905                           const char *name, int name_len)
4906 {
4907         int ret = 0;
4908
4909         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_REMOVE_XATTR);
4910         if (ret < 0)
4911                 goto out;
4912
4913         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
4914         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_NAME, name, name_len);
4915
4916         ret = send_cmd(sctx);
4917
4918 tlv_put_failure:
4919 out:
4920         return ret;
4921 }
4922
4923 static int __process_new_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
4924                                const char *name, int name_len, const char *data,
4925                                int data_len, void *ctx)
4926 {
4927         int ret;
4928         struct send_ctx *sctx = ctx;
4929         struct fs_path *p;
4930         struct posix_acl_xattr_header dummy_acl;
4931
4932         /* Capabilities are emitted by finish_inode_if_needed */
4933         if (!strncmp(name, XATTR_NAME_CAPS, name_len))
4934                 return 0;
4935
4936         p = fs_path_alloc();
4937         if (!p)
4938                 return -ENOMEM;
4939
4940         /*
4941          * This hack is needed because empty acls are stored as zero byte
4942          * data in xattrs. Problem with that is, that receiving these zero byte
4943          * acls will fail later. To fix this, we send a dummy acl list that
4944          * only contains the version number and no entries.
4945          */
4946         if (!strncmp(name, XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS, name_len) ||
4947             !strncmp(name, XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT, name_len)) {
4948                 if (data_len == 0) {
4949                         dummy_acl.a_version =
4950                                         cpu_to_le32(POSIX_ACL_XATTR_VERSION);
4951                         data = (char *)&dummy_acl;
4952                         data_len = sizeof(dummy_acl);
4953                 }
4954         }
4955
4956         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
4957         if (ret < 0)
4958                 goto out;
4959
4960         ret = send_set_xattr(sctx, p, name, name_len, data, data_len);
4961
4962 out:
4963         fs_path_free(p);
4964         return ret;
4965 }
4966
4967 static int __process_deleted_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
4968                                    const char *name, int name_len,
4969                                    const char *data, int data_len, void *ctx)
4970 {
4971         int ret;
4972         struct send_ctx *sctx = ctx;
4973         struct fs_path *p;
4974
4975         p = fs_path_alloc();
4976         if (!p)
4977                 return -ENOMEM;
4978
4979         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
4980         if (ret < 0)
4981                 goto out;
4982
4983         ret = send_remove_xattr(sctx, p, name, name_len);
4984
4985 out:
4986         fs_path_free(p);
4987         return ret;
4988 }
4989
4990 static int process_new_xattr(struct send_ctx *sctx)
4991 {
4992         int ret = 0;
4993
4994         ret = iterate_dir_item(sctx->send_root, sctx->left_path,
4995                                __process_new_xattr, sctx);
4996
4997         return ret;
4998 }
4999
5000 static int process_deleted_xattr(struct send_ctx *sctx)
5001 {
5002         return iterate_dir_item(sctx->parent_root, sctx->right_path,
5003                                 __process_deleted_xattr, sctx);
5004 }
5005
5006 struct find_xattr_ctx {
5007         const char *name;
5008         int name_len;
5009         int found_idx;
5010         char *found_data;
5011         int found_data_len;
5012 };
5013
5014 static int __find_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key, const char *name,
5015                         int name_len, const char *data, int data_len, void *vctx)
5016 {
5017         struct find_xattr_ctx *ctx = vctx;
5018
5019         if (name_len == ctx->name_len &&
5020             strncmp(name, ctx->name, name_len) == 0) {
5021                 ctx->found_idx = num;
5022                 ctx->found_data_len = data_len;
5023                 ctx->found_data = kmemdup(data, data_len, GFP_KERNEL);
5024                 if (!ctx->found_data)
5025                         return -ENOMEM;
5026                 return 1;
5027         }
5028         return 0;
5029 }
5030
5031 static int find_xattr(struct btrfs_root *root,
5032                       struct btrfs_path *path,
5033                       struct btrfs_key *key,
5034                       const char *name, int name_len,
5035                       char **data, int *data_len)
5036 {
5037         int ret;
5038         struct find_xattr_ctx ctx;
5039
5040         ctx.name = name;
5041         ctx.name_len = name_len;
5042         ctx.found_idx = -1;
5043         ctx.found_data = NULL;
5044         ctx.found_data_len = 0;
5045
5046         ret = iterate_dir_item(root, path, __find_xattr, &ctx);
5047         if (ret < 0)
5048                 return ret;
5049
5050         if (ctx.found_idx == -1)
5051                 return -ENOENT;
5052         if (data) {
5053                 *data = ctx.found_data;
5054                 *data_len = ctx.found_data_len;
5055         } else {
5056                 kfree(ctx.found_data);
5057         }
5058         return ctx.found_idx;
5059 }
5060
5061
5062 static int __process_changed_new_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
5063                                        const char *name, int name_len,
5064                                        const char *data, int data_len,
5065                                        void *ctx)
5066 {
5067         int ret;
5068         struct send_ctx *sctx = ctx;
5069         char *found_data = NULL;
5070         int found_data_len  = 0;
5071
5072         ret = find_xattr(sctx->parent_root, sctx->right_path,
5073                          sctx->cmp_key, name, name_len, &found_data,
5074                          &found_data_len);
5075         if (ret == -ENOENT) {
5076                 ret = __process_new_xattr(num, di_key, name, name_len, data,
5077                                           data_len, ctx);
5078         } else if (ret >= 0) {
5079                 if (data_len != found_data_len ||
5080                     memcmp(data, found_data, data_len)) {
5081                         ret = __process_new_xattr(num, di_key, name, name_len,
5082                                                   data, data_len, ctx);
5083                 } else {
5084                         ret = 0;
5085                 }
5086         }
5087
5088         kfree(found_data);
5089         return ret;
5090 }
5091
5092 static int __process_changed_deleted_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
5093                                            const char *name, int name_len,
5094                                            const char *data, int data_len,
5095                                            void *ctx)
5096 {
5097         int ret;
5098         struct send_ctx *sctx = ctx;
5099
5100         ret = find_xattr(sctx->send_root, sctx->left_path, sctx->cmp_key,
5101                          name, name_len, NULL, NULL);
5102         if (ret == -ENOENT)
5103                 ret = __process_deleted_xattr(num, di_key, name, name_len, data,
5104                                               data_len, ctx);
5105         else if (ret >= 0)
5106                 ret = 0;
5107
5108         return ret;
5109 }
5110
5111 static int process_changed_xattr(struct send_ctx *sctx)
5112 {
5113         int ret = 0;
5114
5115         ret = iterate_dir_item(sctx->send_root, sctx->left_path,
5116                         __process_changed_new_xattr, sctx);
5117         if (ret < 0)
5118                 goto out;
5119         ret = iterate_dir_item(sctx->parent_root, sctx->right_path,
5120                         __process_changed_deleted_xattr, sctx);
5121
5122 out:
5123         return ret;
5124 }
5125
5126 static int process_all_new_xattrs(struct send_ctx *sctx)
5127 {
5128         int ret = 0;
5129         int iter_ret = 0;
5130         struct btrfs_root *root;
5131         struct btrfs_path *path;
5132         struct btrfs_key key;
5133         struct btrfs_key found_key;
5134
5135         path = alloc_path_for_send();
5136         if (!path)
5137                 return -ENOMEM;
5138
5139         root = sctx->send_root;
5140
5141         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
5142         key.type = BTRFS_XATTR_ITEM_KEY;
5143         key.offset = 0;
5144         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
5145                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
5146                     found_key.type != key.type) {
5147                         ret = 0;
5148                         break;
5149                 }
5150
5151                 ret = iterate_dir_item(root, path, __process_new_xattr, sctx);
5152                 if (ret < 0)
5153                         break;
5154         }
5155         /* Catch error found during iteration */
5156         if (iter_ret < 0)
5157                 ret = iter_ret;
5158
5159         btrfs_free_path(path);
5160         return ret;
5161 }
5162
5163 static int send_verity(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path,
5164                        struct fsverity_descriptor *desc)
5165 {
5166         int ret;
5167
5168         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENABLE_VERITY);
5169         if (ret < 0)
5170                 goto out;
5171
5172         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
5173         TLV_PUT_U8(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_ALGORITHM,
5174                         le8_to_cpu(desc->hash_algorithm));
5175         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_BLOCK_SIZE,
5176                         1U << le8_to_cpu(desc->log_blocksize));
5177         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_SALT_DATA, desc->salt,
5178                         le8_to_cpu(desc->salt_size));
5179         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_SIG_DATA, desc->signature,
5180                         le32_to_cpu(desc->sig_size));
5181
5182         ret = send_cmd(sctx);
5183
5184 tlv_put_failure:
5185 out:
5186         return ret;
5187 }
5188
5189 static int process_verity(struct send_ctx *sctx)
5190 {
5191         int ret = 0;
5192         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
5193         struct inode *inode;
5194         struct fs_path *p;
5195
5196         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, sctx->send_root);
5197         if (IS_ERR(inode))
5198                 return PTR_ERR(inode);
5199
5200         ret = btrfs_get_verity_descriptor(inode, NULL, 0);
5201         if (ret < 0)
5202                 goto iput;
5203
5204         if (ret > FS_VERITY_MAX_DESCRIPTOR_SIZE) {
5205                 ret = -EMSGSIZE;
5206                 goto iput;
5207         }
5208         if (!sctx->verity_descriptor) {
5209                 sctx->verity_descriptor = kvmalloc(FS_VERITY_MAX_DESCRIPTOR_SIZE,
5210                                                    GFP_KERNEL);
5211                 if (!sctx->verity_descriptor) {
5212                         ret = -ENOMEM;
5213                         goto iput;
5214                 }
5215         }
5216
5217         ret = btrfs_get_verity_descriptor(inode, sctx->verity_descriptor, ret);
5218         if (ret < 0)
5219                 goto iput;
5220
5221         p = fs_path_alloc();
5222         if (!p) {
5223                 ret = -ENOMEM;
5224                 goto iput;
5225         }
5226         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5227         if (ret < 0)
5228                 goto free_path;
5229
5230         ret = send_verity(sctx, p, sctx->verity_descriptor);
5231         if (ret < 0)
5232                 goto free_path;
5233
5234 free_path:
5235         fs_path_free(p);
5236 iput:
5237         iput(inode);
5238         return ret;
5239 }
5240
5241 static inline u64 max_send_read_size(const struct send_ctx *sctx)
5242 {
5243         return sctx->send_max_size - SZ_16K;
5244 }
5245
5246 static int put_data_header(struct send_ctx *sctx, u32 len)
5247 {
5248         if (WARN_ON_ONCE(sctx->put_data))
5249                 return -EINVAL;
5250         sctx->put_data = true;
5251         if (sctx->proto >= 2) {
5252                 /*
5253                  * Since v2, the data attribute header doesn't include a length,
5254                  * it is implicitly to the end of the command.
5255                  */
5256                 if (sctx->send_max_size - sctx->send_size < sizeof(__le16) + len)
5257                         return -EOVERFLOW;
5258                 put_unaligned_le16(BTRFS_SEND_A_DATA, sctx->send_buf + sctx->send_size);
5259                 sctx->send_size += sizeof(__le16);
5260         } else {
5261                 struct btrfs_tlv_header *hdr;
5262
5263                 if (sctx->send_max_size - sctx->send_size < sizeof(*hdr) + len)
5264                         return -EOVERFLOW;
5265                 hdr = (struct btrfs_tlv_header *)(sctx->send_buf + sctx->send_size);
5266                 put_unaligned_le16(BTRFS_SEND_A_DATA, &hdr->tlv_type);
5267                 put_unaligned_le16(len, &hdr->tlv_len);
5268                 sctx->send_size += sizeof(*hdr);
5269         }
5270         return 0;
5271 }
5272
5273 static int put_file_data(struct send_ctx *sctx, u64 offset, u32 len)
5274 {
5275         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5276         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5277         struct page *page;
5278         pgoff_t index = offset >> PAGE_SHIFT;
5279         pgoff_t last_index;
5280         unsigned pg_offset = offset_in_page(offset);
5281         int ret;
5282
5283         ret = put_data_header(sctx, len);
5284         if (ret)
5285                 return ret;
5286
5287         last_index = (offset + len - 1) >> PAGE_SHIFT;
5288
5289         while (index <= last_index) {
5290                 unsigned cur_len = min_t(unsigned, len,
5291                                          PAGE_SIZE - pg_offset);
5292
5293                 page = find_lock_page(sctx->cur_inode->i_mapping, index);
5294                 if (!page) {
5295                         page_cache_sync_readahead(sctx->cur_inode->i_mapping,
5296                                                   &sctx->ra, NULL, index,
5297                                                   last_index + 1 - index);
5298
5299                         page = find_or_create_page(sctx->cur_inode->i_mapping,
5300                                                    index, GFP_KERNEL);
5301                         if (!page) {
5302                                 ret = -ENOMEM;
5303                                 break;
5304                         }
5305                 }
5306
5307                 if (PageReadahead(page))
5308                         page_cache_async_readahead(sctx->cur_inode->i_mapping,
5309                                                    &sctx->ra, NULL, page_folio(page),
5310                                                    index, last_index + 1 - index);
5311
5312                 if (!PageUptodate(page)) {
5313                         btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
5314                         lock_page(page);
5315                         if (!PageUptodate(page)) {
5316                                 unlock_page(page);
5317                                 btrfs_err(fs_info,
5318                         "send: IO error at offset %llu for inode %llu root %llu",
5319                                         page_offset(page), sctx->cur_ino,
5320                                         sctx->send_root->root_key.objectid);
5321                                 put_page(page);
5322                                 ret = -EIO;
5323                                 break;
5324                         }
5325                 }
5326
5327                 memcpy_from_page(sctx->send_buf + sctx->send_size, page,
5328                                  pg_offset, cur_len);
5329                 unlock_page(page);
5330                 put_page(page);
5331                 index++;
5332                 pg_offset = 0;
5333                 len -= cur_len;
5334                 sctx->send_size += cur_len;
5335         }
5336
5337         return ret;
5338 }
5339
5340 /*
5341  * Read some bytes from the current inode/file and send a write command to
5342  * user space.
5343  */
5344 static int send_write(struct send_ctx *sctx, u64 offset, u32 len)
5345 {
5346         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
5347         int ret = 0;
5348         struct fs_path *p;
5349
5350         p = fs_path_alloc();
5351         if (!p)
5352                 return -ENOMEM;
5353
5354         btrfs_debug(fs_info, "send_write offset=%llu, len=%d", offset, len);
5355
5356         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_WRITE);
5357         if (ret < 0)
5358                 goto out;
5359
5360         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5361         if (ret < 0)
5362                 goto out;
5363
5364         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5365         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5366         ret = put_file_data(sctx, offset, len);
5367         if (ret < 0)
5368                 goto out;
5369
5370         ret = send_cmd(sctx);
5371
5372 tlv_put_failure:
5373 out:
5374         fs_path_free(p);
5375         return ret;
5376 }
5377
5378 /*
5379  * Send a clone command to user space.
5380  */
5381 static int send_clone(struct send_ctx *sctx,
5382                       u64 offset, u32 len,
5383                       struct clone_root *clone_root)
5384 {
5385         int ret = 0;
5386         struct fs_path *p;
5387         u64 gen;
5388
5389         btrfs_debug(sctx->send_root->fs_info,
5390                     "send_clone offset=%llu, len=%d, clone_root=%llu, clone_inode=%llu, clone_offset=%llu",
5391                     offset, len, clone_root->root->root_key.objectid,
5392                     clone_root->ino, clone_root->offset);
5393
5394         p = fs_path_alloc();
5395         if (!p)
5396                 return -ENOMEM;
5397
5398         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CLONE);
5399         if (ret < 0)
5400                 goto out;
5401
5402         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5403         if (ret < 0)
5404                 goto out;
5405
5406         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5407         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_LEN, len);
5408         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5409
5410         if (clone_root->root == sctx->send_root) {
5411                 ret = get_inode_gen(sctx->send_root, clone_root->ino, &gen);
5412                 if (ret < 0)
5413                         goto out;
5414                 ret = get_cur_path(sctx, clone_root->ino, gen, p);
5415         } else {
5416                 ret = get_inode_path(clone_root->root, clone_root->ino, p);
5417         }
5418         if (ret < 0)
5419                 goto out;
5420
5421         /*
5422          * If the parent we're using has a received_uuid set then use that as
5423          * our clone source as that is what we will look for when doing a
5424          * receive.
5425          *
5426          * This covers the case that we create a snapshot off of a received
5427          * subvolume and then use that as the parent and try to receive on a
5428          * different host.
5429          */
5430         if (!btrfs_is_empty_uuid(clone_root->root->root_item.received_uuid))
5431                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
5432                              clone_root->root->root_item.received_uuid);
5433         else
5434                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
5435                              clone_root->root->root_item.uuid);
5436         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_CTRANSID,
5437                     btrfs_root_ctransid(&clone_root->root->root_item));
5438         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_PATH, p);
5439         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_OFFSET,
5440                         clone_root->offset);
5441
5442         ret = send_cmd(sctx);
5443
5444 tlv_put_failure:
5445 out:
5446         fs_path_free(p);
5447         return ret;
5448 }
5449
5450 /*
5451  * Send an update extent command to user space.
5452  */
5453 static int send_update_extent(struct send_ctx *sctx,
5454                               u64 offset, u32 len)
5455 {
5456         int ret = 0;
5457         struct fs_path *p;
5458
5459         p = fs_path_alloc();
5460         if (!p)
5461                 return -ENOMEM;
5462
5463         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UPDATE_EXTENT);
5464         if (ret < 0)
5465                 goto out;
5466
5467         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5468         if (ret < 0)
5469                 goto out;
5470
5471         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5472         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5473         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_SIZE, len);
5474
5475         ret = send_cmd(sctx);
5476
5477 tlv_put_failure:
5478 out:
5479         fs_path_free(p);
5480         return ret;
5481 }
5482
5483 static int send_hole(struct send_ctx *sctx, u64 end)
5484 {
5485         struct fs_path *p = NULL;
5486         u64 read_size = max_send_read_size(sctx);
5487         u64 offset = sctx->cur_inode_last_extent;
5488         int ret = 0;
5489
5490         /*
5491          * A hole that starts at EOF or beyond it. Since we do not yet support
5492          * fallocate (for extent preallocation and hole punching), sending a
5493          * write of zeroes starting at EOF or beyond would later require issuing
5494          * a truncate operation which would undo the write and achieve nothing.
5495          */
5496         if (offset >= sctx->cur_inode_size)
5497                 return 0;
5498
5499         /*
5500          * Don't go beyond the inode's i_size due to prealloc extents that start
5501          * after the i_size.
5502          */
5503         end = min_t(u64, end, sctx->cur_inode_size);
5504
5505         if (sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_NO_FILE_DATA)
5506                 return send_update_extent(sctx, offset, end - offset);
5507
5508         p = fs_path_alloc();
5509         if (!p)
5510                 return -ENOMEM;
5511         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5512         if (ret < 0)
5513                 goto tlv_put_failure;
5514         while (offset < end) {
5515                 u64 len = min(end - offset, read_size);
5516
5517                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_WRITE);
5518                 if (ret < 0)
5519                         break;
5520                 TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5521                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5522                 ret = put_data_header(sctx, len);
5523                 if (ret < 0)
5524                         break;
5525                 memset(sctx->send_buf + sctx->send_size, 0, len);
5526                 sctx->send_size += len;
5527                 ret = send_cmd(sctx);
5528                 if (ret < 0)
5529                         break;
5530                 offset += len;
5531         }
5532         sctx->cur_inode_next_write_offset = offset;
5533 tlv_put_failure:
5534         fs_path_free(p);
5535         return ret;
5536 }
5537
5538 static int send_encoded_inline_extent(struct send_ctx *sctx,
5539                                       struct btrfs_path *path, u64 offset,
5540                                       u64 len)
5541 {
5542         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5543         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5544         struct inode *inode;
5545         struct fs_path *fspath;
5546         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5547         struct btrfs_key key;
5548         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5549         u64 ram_bytes;
5550         size_t inline_size;
5551         int ret;
5552
5553         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5554         if (IS_ERR(inode))
5555                 return PTR_ERR(inode);
5556
5557         fspath = fs_path_alloc();
5558         if (!fspath) {
5559                 ret = -ENOMEM;
5560                 goto out;
5561         }
5562
5563         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENCODED_WRITE);
5564         if (ret < 0)
5565                 goto out;
5566
5567         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5568         if (ret < 0)
5569                 goto out;
5570
5571         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
5572         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
5573         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei);
5574         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
5575
5576         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, fspath);
5577         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5578         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_FILE_LEN,
5579                     min(key.offset + ram_bytes - offset, len));
5580         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_LEN, ram_bytes);
5581         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_OFFSET, offset - key.offset);
5582         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
5583                                 btrfs_file_extent_compression(leaf, ei));
5584         if (ret < 0)
5585                 goto out;
5586         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_COMPRESSION, ret);
5587
5588         ret = put_data_header(sctx, inline_size);
5589         if (ret < 0)
5590                 goto out;
5591         read_extent_buffer(leaf, sctx->send_buf + sctx->send_size,
5592                            btrfs_file_extent_inline_start(ei), inline_size);
5593         sctx->send_size += inline_size;
5594
5595         ret = send_cmd(sctx);
5596
5597 tlv_put_failure:
5598 out:
5599         fs_path_free(fspath);
5600         iput(inode);
5601         return ret;
5602 }
5603
5604 static int send_encoded_extent(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
5605                                u64 offset, u64 len)
5606 {
5607         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5608         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5609         struct inode *inode;
5610         struct fs_path *fspath;
5611         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5612         struct btrfs_key key;
5613         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5614         u64 disk_bytenr, disk_num_bytes;
5615         u32 data_offset;
5616         struct btrfs_cmd_header *hdr;
5617         u32 crc;
5618         int ret;
5619
5620         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5621         if (IS_ERR(inode))
5622                 return PTR_ERR(inode);
5623
5624         fspath = fs_path_alloc();
5625         if (!fspath) {
5626                 ret = -ENOMEM;
5627                 goto out;
5628         }
5629
5630         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENCODED_WRITE);
5631         if (ret < 0)
5632                 goto out;
5633
5634         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5635         if (ret < 0)
5636                 goto out;
5637
5638         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
5639         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
5640         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
5641         disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, ei);
5642
5643         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, fspath);
5644         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5645         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_FILE_LEN,
5646                     min(key.offset + btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, ei) - offset,
5647                         len));
5648         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_LEN,
5649                     btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei));
5650         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_OFFSET,
5651                     offset - key.offset + btrfs_file_extent_offset(leaf, ei));
5652         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
5653                                 btrfs_file_extent_compression(leaf, ei));
5654         if (ret < 0)
5655                 goto out;
5656         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_COMPRESSION, ret);
5657         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_ENCRYPTION, 0);
5658
5659         ret = put_data_header(sctx, disk_num_bytes);
5660         if (ret < 0)
5661                 goto out;
5662
5663         /*
5664          * We want to do I/O directly into the send buffer, so get the next page
5665          * boundary in the send buffer. This means that there may be a gap
5666          * between the beginning of the command and the file data.
5667          */
5668         data_offset = PAGE_ALIGN(sctx->send_size);
5669         if (data_offset > sctx->send_max_size ||
5670             sctx->send_max_size - data_offset < disk_num_bytes) {
5671                 ret = -EOVERFLOW;
5672                 goto out;
5673         }
5674
5675         /*
5676          * Note that send_buf is a mapping of send_buf_pages, so this is really
5677          * reading into send_buf.
5678          */
5679         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(BTRFS_I(inode), offset,
5680                                                     disk_bytenr, disk_num_bytes,
5681                                                     sctx->send_buf_pages +
5682                                                     (data_offset >> PAGE_SHIFT));
5683         if (ret)
5684                 goto out;
5685
5686         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
5687         hdr->len = cpu_to_le32(sctx->send_size + disk_num_bytes - sizeof(*hdr));
5688         hdr->crc = 0;
5689         crc = crc32c(0, sctx->send_buf, sctx->send_size);
5690         crc = crc32c(crc, sctx->send_buf + data_offset, disk_num_bytes);
5691         hdr->crc = cpu_to_le32(crc);
5692
5693         ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf, sctx->send_size,
5694                         &sctx->send_off);
5695         if (!ret) {
5696                 ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf + data_offset,
5697                                 disk_num_bytes, &sctx->send_off);
5698         }
5699         sctx->send_size = 0;
5700         sctx->put_data = false;
5701
5702 tlv_put_failure:
5703 out:
5704         fs_path_free(fspath);
5705         iput(inode);
5706         return ret;
5707 }
5708
5709 static int send_extent_data(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
5710                             const u64 offset, const u64 len)
5711 {
5712         const u64 end = offset + len;
5713         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5714         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5715         u64 read_size = max_send_read_size(sctx);
5716         u64 sent = 0;
5717
5718         if (sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_NO_FILE_DATA)
5719                 return send_update_extent(sctx, offset, len);
5720
5721         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
5722                             struct btrfs_file_extent_item);
5723         if ((sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED) &&
5724             btrfs_file_extent_compression(leaf, ei) != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
5725                 bool is_inline = (btrfs_file_extent_type(leaf, ei) ==
5726                                   BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
5727
5728                 /*
5729                  * Send the compressed extent unless the compressed data is
5730                  * larger than the decompressed data. This can happen if we're
5731                  * not sending the entire extent, either because it has been
5732                  * partially overwritten/truncated or because this is a part of
5733                  * the extent that we couldn't clone in clone_range().
5734                  */
5735                 if (is_inline &&
5736                     btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
5737                                                       path->slots[0]) <= len) {
5738                         return send_encoded_inline_extent(sctx, path, offset,
5739                                                           len);
5740                 } else if (!is_inline &&
5741                            btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, ei) <= len) {
5742                         return send_encoded_extent(sctx, path, offset, len);
5743                 }
5744         }
5745
5746         if (sctx->cur_inode == NULL) {
5747                 struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5748
5749                 sctx->cur_inode = btrfs_iget(root->fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5750                 if (IS_ERR(sctx->cur_inode)) {
5751                         int err = PTR_ERR(sctx->cur_inode);
5752
5753                         sctx->cur_inode = NULL;
5754                         return err;
5755                 }
5756                 memset(&sctx->ra, 0, sizeof(struct file_ra_state));
5757                 file_ra_state_init(&sctx->ra, sctx->cur_inode->i_mapping);
5758
5759                 /*
5760                  * It's very likely there are no pages from this inode in the page
5761                  * cache, so after reading extents and sending their data, we clean
5762                  * the page cache to avoid trashing the page cache (adding pressure
5763                  * to the page cache and forcing eviction of other data more useful
5764                  * for applications).
5765                  *
5766                  * We decide if we should clean the page cache simply by checking
5767                  * if the inode's mapping nrpages is 0 when we first open it, and
5768                  * not by using something like filemap_range_has_page() before
5769                  * reading an extent because when we ask the readahead code to
5770                  * read a given file range, it may (and almost always does) read
5771                  * pages from beyond that range (see the documentation for
5772                  * page_cache_sync_readahead()), so it would not be reliable,
5773                  * because after reading the first extent future calls to
5774                  * filemap_range_has_page() would return true because the readahead
5775                  * on the previous extent resulted in reading pages of the current
5776                  * extent as well.
5777                  */
5778                 sctx->clean_page_cache = (sctx->cur_inode->i_mapping->nrpages == 0);
5779                 sctx->page_cache_clear_start = round_down(offset, PAGE_SIZE);
5780         }
5781
5782         while (sent < len) {
5783                 u64 size = min(len - sent, read_size);
5784                 int ret;
5785
5786                 ret = send_write(sctx, offset + sent, size);
5787                 if (ret < 0)
5788                         return ret;
5789                 sent += size;
5790         }
5791
5792         if (sctx->clean_page_cache && PAGE_ALIGNED(end)) {
5793                 /*
5794                  * Always operate only on ranges that are a multiple of the page
5795                  * size. This is not only to prevent zeroing parts of a page in
5796                  * the case of subpage sector size, but also to guarantee we evict
5797                  * pages, as passing a range that is smaller than page size does
5798                  * not evict the respective page (only zeroes part of its content).
5799                  *
5800                  * Always start from the end offset of the last range cleared.
5801                  * This is because the readahead code may (and very often does)
5802                  * reads pages beyond the range we request for readahead. So if
5803                  * we have an extent layout like this:
5804                  *
5805                  *            [ extent A ] [ extent B ] [ extent C ]
5806                  *
5807                  * When we ask page_cache_sync_readahead() to read extent A, it
5808                  * may also trigger reads for pages of extent B. If we are doing
5809                  * an incremental send and extent B has not changed between the
5810                  * parent and send snapshots, some or all of its pages may end
5811                  * up being read and placed in the page cache. So when truncating
5812                  * the page cache we always start from the end offset of the
5813                  * previously processed extent up to the end of the current
5814                  * extent.
5815                  */
5816                 truncate_inode_pages_range(&sctx->cur_inode->i_data,
5817                                            sctx->page_cache_clear_start,
5818                                            end - 1);
5819                 sctx->page_cache_clear_start = end;
5820         }
5821
5822         return 0;
5823 }
5824
5825 /*
5826  * Search for a capability xattr related to sctx->cur_ino. If the capability is
5827  * found, call send_set_xattr function to emit it.
5828  *
5829  * Return 0 if there isn't a capability, or when the capability was emitted
5830  * successfully, or < 0 if an error occurred.
5831  */
5832 static int send_capabilities(struct send_ctx *sctx)
5833 {
5834         struct fs_path *fspath = NULL;
5835         struct btrfs_path *path;
5836         struct btrfs_dir_item *di;
5837         struct extent_buffer *leaf;
5838         unsigned long data_ptr;
5839         char *buf = NULL;
5840         int buf_len;
5841         int ret = 0;
5842
5843         path = alloc_path_for_send();
5844         if (!path)
5845                 return -ENOMEM;
5846
5847         di = btrfs_lookup_xattr(NULL, sctx->send_root, path, sctx->cur_ino,
5848                                 XATTR_NAME_CAPS, strlen(XATTR_NAME_CAPS), 0);
5849         if (!di) {
5850                 /* There is no xattr for this inode */
5851                 goto out;
5852         } else if (IS_ERR(di)) {
5853                 ret = PTR_ERR(di);
5854                 goto out;
5855         }
5856
5857         leaf = path->nodes[0];
5858         buf_len = btrfs_dir_data_len(leaf, di);
5859
5860         fspath = fs_path_alloc();
5861         buf = kmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
5862         if (!fspath || !buf) {
5863                 ret = -ENOMEM;
5864                 goto out;
5865         }
5866
5867         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5868         if (ret < 0)
5869                 goto out;
5870
5871         data_ptr = (unsigned long)(di + 1) + btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5872         read_extent_buffer(leaf, buf, data_ptr, buf_len);
5873
5874         ret = send_set_xattr(sctx, fspath, XATTR_NAME_CAPS,
5875                         strlen(XATTR_NAME_CAPS), buf, buf_len);
5876 out:
5877         kfree(buf);
5878         fs_path_free(fspath);
5879         btrfs_free_path(path);
5880         return ret;
5881 }
5882
5883 static int clone_range(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *dst_path,
5884                        struct clone_root *clone_root, const u64 disk_byte,
5885                        u64 data_offset, u64 offset, u64 len)
5886 {
5887         struct btrfs_path *path;
5888         struct btrfs_key key;
5889         int ret;
5890         struct btrfs_inode_info info;
5891         u64 clone_src_i_size = 0;
5892
5893         /*
5894          * Prevent cloning from a zero offset with a length matching the sector
5895          * size because in some scenarios this will make the receiver fail.
5896          *
5897          * For example, if in the source filesystem the extent at offset 0
5898          * has a length of sectorsize and it was written using direct IO, then
5899          * it can never be an inline extent (even if compression is enabled).
5900          * Then this extent can be cloned in the original filesystem to a non
5901          * zero file offset, but it may not be possible to clone in the
5902          * destination filesystem because it can be inlined due to compression
5903          * on the destination filesystem (as the receiver's write operations are
5904          * always done using buffered IO). The same happens when the original
5905          * filesystem does not have compression enabled but the destination
5906          * filesystem has.
5907          */
5908         if (clone_root->offset == 0 &&
5909             len == sctx->send_root->fs_info->sectorsize)
5910                 return send_extent_data(sctx, dst_path, offset, len);
5911
5912         path = alloc_path_for_send();
5913         if (!path)
5914                 return -ENOMEM;
5915
5916         /*
5917          * There are inodes that have extents that lie behind its i_size. Don't
5918          * accept clones from these extents.
5919          */
5920         ret = get_inode_info(clone_root->root, clone_root->ino, &info);
5921         btrfs_release_path(path);
5922         if (ret < 0)
5923                 goto out;
5924         clone_src_i_size = info.size;
5925
5926         /*
5927          * We can't send a clone operation for the entire range if we find
5928          * extent items in the respective range in the source file that
5929          * refer to different extents or if we find holes.
5930          * So check for that and do a mix of clone and regular write/copy
5931          * operations if needed.
5932          *
5933          * Example:
5934          *
5935          * mkfs.btrfs -f /dev/sda
5936          * mount /dev/sda /mnt
5937          * xfs_io -f -c "pwrite -S 0xaa 0K 100K" /mnt/foo
5938          * cp --reflink=always /mnt/foo /mnt/bar
5939          * xfs_io -c "pwrite -S 0xbb 50K 50K" /mnt/foo
5940          * btrfs subvolume snapshot -r /mnt /mnt/snap
5941          *
5942          * If when we send the snapshot and we are processing file bar (which
5943          * has a higher inode number than foo) we blindly send a clone operation
5944          * for the [0, 100K[ range from foo to bar, the receiver ends up getting
5945          * a file bar that matches the content of file foo - iow, doesn't match
5946          * the content from bar in the original filesystem.
5947          */
5948         key.objectid = clone_root->ino;
5949         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
5950         key.offset = clone_root->offset;
5951         ret = btrfs_search_slot(NULL, clone_root->root, &key, path, 0, 0);
5952         if (ret < 0)
5953                 goto out;
5954         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
5955                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0] - 1);
5956                 if (key.objectid == clone_root->ino &&
5957                     key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
5958                         path->slots[0]--;
5959         }
5960
5961         while (true) {
5962                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5963                 int slot = path->slots[0];
5964                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
5965                 u8 type;
5966                 u64 ext_len;
5967                 u64 clone_len;
5968                 u64 clone_data_offset;
5969                 bool crossed_src_i_size = false;
5970
5971                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
5972                         ret = btrfs_next_leaf(clone_root->root, path);
5973                         if (ret < 0)
5974                                 goto out;
5975                         else if (ret > 0)
5976                                 break;
5977                         continue;
5978                 }
5979
5980                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
5981
5982                 /*
5983                  * We might have an implicit trailing hole (NO_HOLES feature
5984                  * enabled). We deal with it after leaving this loop.
5985                  */
5986                 if (key.objectid != clone_root->ino ||
5987                     key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
5988                         break;
5989
5990                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
5991                 type = btrfs_file_extent_type(leaf, ei);
5992                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
5993                         ext_len = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei);
5994                         ext_len = PAGE_ALIGN(ext_len);
5995                 } else {
5996                         ext_len = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, ei);
5997                 }
5998
5999                 if (key.offset + ext_len <= clone_root->offset)
6000                         goto next;
6001
6002                 if (key.offset > clone_root->offset) {
6003                         /* Implicit hole, NO_HOLES feature enabled. */
6004                         u64 hole_len = key.offset - clone_root->offset;
6005
6006                         if (hole_len > len)
6007                                 hole_len = len;
6008                         ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset,
6009                                                hole_len);
6010                         if (ret < 0)
6011                                 goto out;
6012
6013                         len -= hole_len;
6014                         if (len == 0)
6015                                 break;
6016                         offset += hole_len;
6017                         clone_root->offset += hole_len;
6018                         data_offset += hole_len;
6019                 }
6020
6021                 if (key.offset >= clone_root->offset + len)
6022                         break;
6023
6024                 if (key.offset >= clone_src_i_size)
6025                         break;
6026
6027                 if (key.offset + ext_len > clone_src_i_size) {
6028                         ext_len = clone_src_i_size - key.offset;
6029                         crossed_src_i_size = true;
6030                 }
6031
6032                 clone_data_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, ei);
6033                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei) == disk_byte) {
6034                         clone_root->offset = key.offset;
6035                         if (clone_data_offset < data_offset &&
6036                                 clone_data_offset + ext_len > data_offset) {
6037                                 u64 extent_offset;
6038
6039                                 extent_offset = data_offset - clone_data_offset;
6040                                 ext_len -= extent_offset;
6041                                 clone_data_offset += extent_offset;
6042                                 clone_root->offset += extent_offset;
6043                         }
6044                 }
6045
6046                 clone_len = min_t(u64, ext_len, len);
6047
6048                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei) == disk_byte &&
6049                     clone_data_offset == data_offset) {
6050                         const u64 src_end = clone_root->offset + clone_len;
6051                         const u64 sectorsize = SZ_64K;
6052
6053                         /*
6054                          * We can't clone the last block, when its size is not
6055                          * sector size aligned, into the middle of a file. If we
6056                          * do so, the receiver will get a failure (-EINVAL) when
6057                          * trying to clone or will silently corrupt the data in
6058                          * the destination file if it's on a kernel without the
6059                          * fix introduced by commit ac765f83f1397646
6060                          * ("Btrfs: fix data corruption due to cloning of eof
6061                          * block).
6062                          *
6063                          * So issue a clone of the aligned down range plus a
6064                          * regular write for the eof block, if we hit that case.
6065                          *
6066                          * Also, we use the maximum possible sector size, 64K,
6067                          * because we don't know what's the sector size of the
6068                          * filesystem that receives the stream, so we have to
6069                          * assume the largest possible sector size.
6070                          */
6071                         if (src_end == clone_src_i_size &&
6072                             !IS_ALIGNED(src_end, sectorsize) &&
6073                             offset + clone_len < sctx->cur_inode_size) {
6074                                 u64 slen;
6075
6076                                 slen = ALIGN_DOWN(src_end - clone_root->offset,
6077                                                   sectorsize);
6078                                 if (slen > 0) {
6079                                         ret = send_clone(sctx, offset, slen,
6080                                                          clone_root);
6081                                         if (ret < 0)
6082                                                 goto out;
6083                                 }
6084                                 ret = send_extent_data(sctx, dst_path,
6085                                                        offset + slen,
6086                                                        clone_len - slen);
6087                         } else {
6088                                 ret = send_clone(sctx, offset, clone_len,
6089                                                  clone_root);
6090                         }
6091                 } else if (crossed_src_i_size && clone_len < len) {
6092                         /*
6093                          * If we are at i_size of the clone source inode and we
6094                          * can not clone from it, terminate the loop. This is
6095                          * to avoid sending two write operations, one with a
6096                          * length matching clone_len and the final one after
6097                          * this loop with a length of len - clone_len.
6098                          *
6099                          * When using encoded writes (BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED
6100                          * was passed to the send ioctl), this helps avoid
6101                          * sending an encoded write for an offset that is not
6102                          * sector size aligned, in case the i_size of the source
6103                          * inode is not sector size aligned. That will make the
6104                          * receiver fallback to decompression of the data and
6105                          * writing it using regular buffered IO, therefore while
6106                          * not incorrect, it's not optimal due decompression and
6107                          * possible re-compression at the receiver.
6108                          */
6109                         break;
6110                 } else {
6111                         ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset,
6112                                                clone_len);
6113                 }
6114
6115                 if (ret < 0)
6116                         goto out;
6117
6118                 len -= clone_len;
6119                 if (len == 0)
6120                         break;
6121                 offset += clone_len;
6122                 clone_root->offset += clone_len;
6123
6124                 /*
6125                  * If we are cloning from the file we are currently processing,
6126                  * and using the send root as the clone root, we must stop once
6127                  * the current clone offset reaches the current eof of the file
6128                  * at the receiver, otherwise we would issue an invalid clone
6129                  * operation (source range going beyond eof) and cause the
6130                  * receiver to fail. So if we reach the current eof, bail out
6131                  * and fallback to a regular write.
6132                  */
6133                 if (clone_root->root == sctx->send_root &&
6134                     clone_root->ino == sctx->cur_ino &&
6135                     clone_root->offset >= sctx->cur_inode_next_write_offset)
6136                         break;
6137
6138                 data_offset += clone_len;
6139 next:
6140                 path->slots[0]++;
6141         }
6142
6143         if (len > 0)
6144                 ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset, len);
6145         else
6146                 ret = 0;
6147 out:
6148         btrfs_free_path(path);
6149         return ret;
6150 }
6151
6152 static int send_write_or_clone(struct send_ctx *sctx,
6153                                struct btrfs_path *path,
6154                                struct btrfs_key *key,
6155                                struct clone_root *clone_root)
6156 {
6157         int ret = 0;
6158         u64 offset = key->offset;
6159         u64 end;
6160         u64 bs = sctx->send_root->fs_info->sectorsize;
6161
6162         end = min_t(u64, btrfs_file_extent_end(path), sctx->cur_inode_size);
6163         if (offset >= end)
6164                 return 0;
6165
6166         if (clone_root && IS_ALIGNED(end, bs)) {
6167                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
6168                 u64 disk_byte;
6169                 u64 data_offset;
6170
6171                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6172                                     struct btrfs_file_extent_item);
6173                 disk_byte = btrfs_file_extent_disk_bytenr(path->nodes[0], ei);
6174                 data_offset = btrfs_file_extent_offset(path->nodes[0], ei);
6175                 ret = clone_range(sctx, path, clone_root, disk_byte,
6176                                   data_offset, offset, end - offset);
6177         } else {
6178                 ret = send_extent_data(sctx, path, offset, end - offset);
6179         }
6180         sctx->cur_inode_next_write_offset = end;
6181         return ret;
6182 }
6183
6184 static int is_extent_unchanged(struct send_ctx *sctx,
6185                                struct btrfs_path *left_path,
6186                                struct btrfs_key *ekey)
6187 {
6188         int ret = 0;
6189         struct btrfs_key key;
6190         struct btrfs_path *path = NULL;
6191         struct extent_buffer *eb;
6192         int slot;
6193         struct btrfs_key found_key;
6194         struct btrfs_file_extent_item *ei;
6195         u64 left_disknr;
6196         u64 right_disknr;
6197         u64 left_offset;
6198         u64 right_offset;
6199         u64 left_offset_fixed;
6200         u64 left_len;
6201         u64 right_len;
6202         u64 left_gen;
6203         u64 right_gen;
6204         u8 left_type;
6205         u8 right_type;
6206
6207         path = alloc_path_for_send();
6208         if (!path)
6209                 return -ENOMEM;
6210
6211         eb = left_path->nodes[0];
6212         slot = left_path->slots[0];
6213         ei = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6214         left_type = btrfs_file_extent_type(eb, ei);
6215
6216         if (left_type != BTRFS_FILE_EXTENT_REG) {
6217                 ret = 0;
6218                 goto out;
6219         }
6220         left_disknr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, ei);
6221         left_len = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, ei);
6222         left_offset = btrfs_file_extent_offset(eb, ei);
6223         left_gen = btrfs_file_extent_generation(eb, ei);
6224
6225         /*
6226          * Following comments will refer to these graphics. L is the left
6227          * extents which we are checking at the moment. 1-8 are the right
6228          * extents that we iterate.
6229          *
6230          *       |-----L-----|
6231          * |-1-|-2a-|-3-|-4-|-5-|-6-|
6232          *
6233          *       |-----L-----|
6234          * |--1--|-2b-|...(same as above)
6235          *
6236          * Alternative situation. Happens on files where extents got split.
6237          *       |-----L-----|
6238          * |-----------7-----------|-6-|
6239          *
6240          * Alternative situation. Happens on files which got larger.
6241          *       |-----L-----|
6242          * |-8-|
6243          * Nothing follows after 8.
6244          */
6245
6246         key.objectid = ekey->objectid;
6247         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6248         key.offset = ekey->offset;
6249         ret = btrfs_search_slot_for_read(sctx->parent_root, &key, path, 0, 0);
6250         if (ret < 0)
6251                 goto out;
6252         if (ret) {
6253                 ret = 0;
6254                 goto out;
6255         }
6256
6257         /*
6258          * Handle special case where the right side has no extents at all.
6259          */
6260         eb = path->nodes[0];
6261         slot = path->slots[0];
6262         btrfs_item_key_to_cpu(eb, &found_key, slot);
6263         if (found_key.objectid != key.objectid ||
6264             found_key.type != key.type) {
6265                 /* If we're a hole then just pretend nothing changed */
6266                 ret = (left_disknr) ? 0 : 1;
6267                 goto out;
6268         }
6269
6270         /*
6271          * We're now on 2a, 2b or 7.
6272          */
6273         key = found_key;
6274         while (key.offset < ekey->offset + left_len) {
6275                 ei = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6276                 right_type = btrfs_file_extent_type(eb, ei);
6277                 if (right_type != BTRFS_FILE_EXTENT_REG &&
6278                     right_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6279                         ret = 0;
6280                         goto out;
6281                 }
6282
6283                 if (right_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6284                         right_len = btrfs_file_extent_ram_bytes(eb, ei);
6285                         right_len = PAGE_ALIGN(right_len);
6286                 } else {
6287                         right_len = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, ei);
6288                 }
6289
6290                 /*
6291                  * Are we at extent 8? If yes, we know the extent is changed.
6292                  * This may only happen on the first iteration.
6293                  */
6294                 if (found_key.offset + right_len <= ekey->offset) {
6295                         /* If we're a hole just pretend nothing changed */
6296                         ret = (left_disknr) ? 0 : 1;
6297                         goto out;
6298                 }
6299
6300                 /*
6301                  * We just wanted to see if when we have an inline extent, what
6302                  * follows it is a regular extent (wanted to check the above
6303                  * condition for inline extents too). This should normally not
6304                  * happen but it's possible for example when we have an inline
6305                  * compressed extent representing data with a size matching
6306                  * the page size (currently the same as sector size).
6307                  */
6308                 if (right_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6309                         ret = 0;
6310                         goto out;
6311                 }
6312
6313                 right_disknr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, ei);
6314                 right_offset = btrfs_file_extent_offset(eb, ei);
6315                 right_gen = btrfs_file_extent_generation(eb, ei);
6316
6317                 left_offset_fixed = left_offset;
6318                 if (key.offset < ekey->offset) {
6319                         /* Fix the right offset for 2a and 7. */
6320                         right_offset += ekey->offset - key.offset;
6321                 } else {
6322                         /* Fix the left offset for all behind 2a and 2b */
6323                         left_offset_fixed += key.offset - ekey->offset;
6324                 }
6325
6326                 /*
6327                  * Check if we have the same extent.
6328                  */
6329                 if (left_disknr != right_disknr ||
6330                     left_offset_fixed != right_offset ||
6331                     left_gen != right_gen) {
6332                         ret = 0;
6333                         goto out;
6334                 }
6335
6336                 /*
6337                  * Go to the next extent.
6338                  */
6339                 ret = btrfs_next_item(sctx->parent_root, path);
6340                 if (ret < 0)
6341                         goto out;
6342                 if (!ret) {
6343                         eb = path->nodes[0];
6344                         slot = path->slots[0];
6345                         btrfs_item_key_to_cpu(eb, &found_key, slot);
6346                 }
6347                 if (ret || found_key.objectid != key.objectid ||
6348                     found_key.type != key.type) {
6349                         key.offset += right_len;
6350                         break;
6351                 }
6352                 if (found_key.offset != key.offset + right_len) {
6353                         ret = 0;
6354                         goto out;
6355                 }
6356                 key = found_key;
6357         }
6358
6359         /*
6360          * We're now behind the left extent (treat as unchanged) or at the end
6361          * of the right side (treat as changed).
6362          */
6363         if (key.offset >= ekey->offset + left_len)
6364                 ret = 1;
6365         else
6366                 ret = 0;
6367
6368
6369 out:
6370         btrfs_free_path(path);
6371         return ret;
6372 }
6373
6374 static int get_last_extent(struct send_ctx *sctx, u64 offset)
6375 {
6376         struct btrfs_path *path;
6377         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
6378         struct btrfs_key key;
6379         int ret;
6380
6381         path = alloc_path_for_send();
6382         if (!path)
6383                 return -ENOMEM;
6384
6385         sctx->cur_inode_last_extent = 0;
6386
6387         key.objectid = sctx->cur_ino;
6388         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6389         key.offset = offset;
6390         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, path, 0, 1);
6391         if (ret < 0)
6392                 goto out;
6393         ret = 0;
6394         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
6395         if (key.objectid != sctx->cur_ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6396                 goto out;
6397
6398         sctx->cur_inode_last_extent = btrfs_file_extent_end(path);
6399 out:
6400         btrfs_free_path(path);
6401         return ret;
6402 }
6403
6404 static int range_is_hole_in_parent(struct send_ctx *sctx,
6405                                    const u64 start,
6406                                    const u64 end)
6407 {
6408         struct btrfs_path *path;
6409         struct btrfs_key key;
6410         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
6411         u64 search_start = start;
6412         int ret;
6413
6414         path = alloc_path_for_send();
6415         if (!path)
6416                 return -ENOMEM;
6417
6418         key.objectid = sctx->cur_ino;
6419         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6420         key.offset = search_start;
6421         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6422         if (ret < 0)
6423                 goto out;
6424         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0)
6425                 path->slots[0]--;
6426
6427         while (search_start < end) {
6428                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6429                 int slot = path->slots[0];
6430                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
6431                 u64 extent_end;
6432
6433                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6434                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6435                         if (ret < 0)
6436                                 goto out;
6437                         else if (ret > 0)
6438                                 break;
6439                         continue;
6440                 }
6441
6442                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
6443                 if (key.objectid < sctx->cur_ino ||
6444                     key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6445                         goto next;
6446                 if (key.objectid > sctx->cur_ino ||
6447                     key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
6448                     key.offset >= end)
6449                         break;
6450
6451                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6452                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6453                 if (extent_end <= start)
6454                         goto next;
6455                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi) == 0) {
6456                         search_start = extent_end;
6457                         goto next;
6458                 }
6459                 ret = 0;
6460                 goto out;
6461 next:
6462                 path->slots[0]++;
6463         }
6464         ret = 1;
6465 out:
6466         btrfs_free_path(path);
6467         return ret;
6468 }
6469
6470 static int maybe_send_hole(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
6471                            struct btrfs_key *key)
6472 {
6473         int ret = 0;
6474
6475         if (sctx->cur_ino != key->objectid || !need_send_hole(sctx))
6476                 return 0;
6477
6478         /*
6479          * Get last extent's end offset (exclusive) if we haven't determined it
6480          * yet (we're processing the first file extent item that is new), or if
6481          * we're at the first slot of a leaf and the last extent's end is less
6482          * than the current extent's offset, because we might have skipped
6483          * entire leaves that contained only file extent items for our current
6484          * inode. These leaves have a generation number smaller (older) than the
6485          * one in the current leaf and the leaf our last extent came from, and
6486          * are located between these 2 leaves.
6487          */
6488         if ((sctx->cur_inode_last_extent == (u64)-1) ||
6489             (path->slots[0] == 0 && sctx->cur_inode_last_extent < key->offset)) {
6490                 ret = get_last_extent(sctx, key->offset - 1);
6491                 if (ret)
6492                         return ret;
6493         }
6494
6495         if (sctx->cur_inode_last_extent < key->offset) {
6496                 ret = range_is_hole_in_parent(sctx,
6497                                               sctx->cur_inode_last_extent,
6498                                               key->offset);
6499                 if (ret < 0)
6500                         return ret;
6501                 else if (ret == 0)
6502                         ret = send_hole(sctx, key->offset);
6503                 else
6504                         ret = 0;
6505         }
6506         sctx->cur_inode_last_extent = btrfs_file_extent_end(path);
6507         return ret;
6508 }
6509
6510 static int process_extent(struct send_ctx *sctx,
6511                           struct btrfs_path *path,
6512                           struct btrfs_key *key)
6513 {
6514         struct clone_root *found_clone = NULL;
6515         int ret = 0;
6516
6517         if (S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode))
6518                 return 0;
6519
6520         if (sctx->parent_root && !sctx->cur_inode_new) {
6521                 ret = is_extent_unchanged(sctx, path, key);
6522                 if (ret < 0)
6523                         goto out;
6524                 if (ret) {
6525                         ret = 0;
6526                         goto out_hole;
6527                 }
6528         } else {
6529                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
6530                 u8 type;
6531
6532                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6533                                     struct btrfs_file_extent_item);
6534                 type = btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei);
6535                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC ||
6536                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG) {
6537                         /*
6538                          * The send spec does not have a prealloc command yet,
6539                          * so just leave a hole for prealloc'ed extents until
6540                          * we have enough commands queued up to justify rev'ing
6541                          * the send spec.
6542                          */
6543                         if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6544                                 ret = 0;
6545                                 goto out;
6546                         }
6547
6548                         /* Have a hole, just skip it. */
6549                         if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(path->nodes[0], ei) == 0) {
6550                                 ret = 0;
6551                                 goto out;
6552                         }
6553                 }
6554         }
6555
6556         ret = find_extent_clone(sctx, path, key->objectid, key->offset,
6557                         sctx->cur_inode_size, &found_clone);
6558         if (ret != -ENOENT && ret < 0)
6559                 goto out;
6560
6561         ret = send_write_or_clone(sctx, path, key, found_clone);
6562         if (ret)
6563                 goto out;
6564 out_hole:
6565         ret = maybe_send_hole(sctx, path, key);
6566 out:
6567         return ret;
6568 }
6569
6570 static int process_all_extents(struct send_ctx *sctx)
6571 {
6572         int ret = 0;
6573         int iter_ret = 0;
6574         struct btrfs_root *root;
6575         struct btrfs_path *path;
6576         struct btrfs_key key;
6577         struct btrfs_key found_key;
6578
6579         root = sctx->send_root;
6580         path = alloc_path_for_send();
6581         if (!path)
6582                 return -ENOMEM;
6583
6584         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
6585         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6586         key.offset = 0;
6587         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
6588                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
6589                     found_key.type != key.type) {
6590                         ret = 0;
6591                         break;
6592                 }
6593
6594                 ret = process_extent(sctx, path, &found_key);
6595                 if (ret < 0)
6596                         break;
6597         }
6598         /* Catch error found during iteration */
6599         if (iter_ret < 0)
6600                 ret = iter_ret;
6601
6602         btrfs_free_path(path);
6603         return ret;
6604 }
6605
6606 static int process_recorded_refs_if_needed(struct send_ctx *sctx, int at_end,
6607                                            int *pending_move,
6608                                            int *refs_processed)
6609 {
6610         int ret = 0;
6611
6612         if (sctx->cur_ino == 0)
6613                 goto out;
6614         if (!at_end && sctx->cur_ino == sctx->cmp_key->objectid &&
6615             sctx->cmp_key->type <= BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
6616                 goto out;
6617         if (list_empty(&sctx->new_refs) && list_empty(&sctx->deleted_refs))
6618                 goto out;
6619
6620         ret = process_recorded_refs(sctx, pending_move);
6621         if (ret < 0)
6622                 goto out;
6623
6624         *refs_processed = 1;
6625 out:
6626         return ret;
6627 }
6628
6629 static int finish_inode_if_needed(struct send_ctx *sctx, int at_end)
6630 {
6631         int ret = 0;
6632         struct btrfs_inode_info info;
6633         u64 left_mode;
6634         u64 left_uid;
6635         u64 left_gid;
6636         u64 left_fileattr;
6637         u64 right_mode;
6638         u64 right_uid;
6639         u64 right_gid;
6640         u64 right_fileattr;
6641         int need_chmod = 0;
6642         int need_chown = 0;
6643         bool need_fileattr = false;
6644         int need_truncate = 1;
6645         int pending_move = 0;
6646         int refs_processed = 0;
6647
6648         if (sctx->ignore_cur_inode)
6649                 return 0;
6650
6651         ret = process_recorded_refs_if_needed(sctx, at_end, &pending_move,
6652                                               &refs_processed);
6653         if (ret < 0)
6654                 goto out;
6655
6656         /*
6657          * We have processed the refs and thus need to advance send_progress.
6658          * Now, calls to get_cur_xxx will take the updated refs of the current
6659          * inode into account.
6660          *
6661          * On the other hand, if our current inode is a directory and couldn't
6662          * be moved/renamed because its parent was renamed/moved too and it has
6663          * a higher inode number, we can only move/rename our current inode
6664          * after we moved/renamed its parent. Therefore in this case operate on
6665          * the old path (pre move/rename) of our current inode, and the
6666          * move/rename will be performed later.
6667          */
6668         if (refs_processed && !pending_move)
6669                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6670
6671         if (sctx->cur_ino == 0 || sctx->cur_inode_deleted)
6672                 goto out;
6673         if (!at_end && sctx->cmp_key->objectid == sctx->cur_ino)
6674                 goto out;
6675         ret = get_inode_info(sctx->send_root, sctx->cur_ino, &info);
6676         if (ret < 0)
6677                 goto out;
6678         left_mode = info.mode;
6679         left_uid = info.uid;
6680         left_gid = info.gid;
6681         left_fileattr = info.fileattr;
6682
6683         if (!sctx->parent_root || sctx->cur_inode_new) {
6684                 need_chown = 1;
6685                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode))
6686                         need_chmod = 1;
6687                 if (sctx->cur_inode_next_write_offset == sctx->cur_inode_size)
6688                         need_truncate = 0;
6689         } else {
6690                 u64 old_size;
6691
6692                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, sctx->cur_ino, &info);
6693                 if (ret < 0)
6694                         goto out;
6695                 old_size = info.size;
6696                 right_mode = info.mode;
6697                 right_uid = info.uid;
6698                 right_gid = info.gid;
6699                 right_fileattr = info.fileattr;
6700
6701                 if (left_uid != right_uid || left_gid != right_gid)
6702                         need_chown = 1;
6703                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode) && left_mode != right_mode)
6704                         need_chmod = 1;
6705                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode) && left_fileattr != right_fileattr)
6706                         need_fileattr = true;
6707                 if ((old_size == sctx->cur_inode_size) ||
6708                     (sctx->cur_inode_size > old_size &&
6709                      sctx->cur_inode_next_write_offset == sctx->cur_inode_size))
6710                         need_truncate = 0;
6711         }
6712
6713         if (S_ISREG(sctx->cur_inode_mode)) {
6714                 if (need_send_hole(sctx)) {
6715                         if (sctx->cur_inode_last_extent == (u64)-1 ||
6716                             sctx->cur_inode_last_extent <
6717                             sctx->cur_inode_size) {
6718                                 ret = get_last_extent(sctx, (u64)-1);
6719                                 if (ret)
6720                                         goto out;
6721                         }
6722                         if (sctx->cur_inode_last_extent < sctx->cur_inode_size) {
6723                                 ret = range_is_hole_in_parent(sctx,
6724                                                       sctx->cur_inode_last_extent,
6725                                                       sctx->cur_inode_size);
6726                                 if (ret < 0) {
6727                                         goto out;
6728                                 } else if (ret == 0) {
6729                                         ret = send_hole(sctx, sctx->cur_inode_size);
6730                                         if (ret < 0)
6731                                                 goto out;
6732                                 } else {
6733                                         /* Range is already a hole, skip. */
6734                                         ret = 0;
6735                                 }
6736                         }
6737                 }
6738                 if (need_truncate) {
6739                         ret = send_truncate(sctx, sctx->cur_ino,
6740                                             sctx->cur_inode_gen,
6741                                             sctx->cur_inode_size);
6742                         if (ret < 0)
6743                                 goto out;
6744                 }
6745         }
6746
6747         if (need_chown) {
6748                 ret = send_chown(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6749                                 left_uid, left_gid);
6750                 if (ret < 0)
6751                         goto out;
6752         }
6753         if (need_chmod) {
6754                 ret = send_chmod(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6755                                 left_mode);
6756                 if (ret < 0)
6757                         goto out;
6758         }
6759         if (need_fileattr) {
6760                 ret = send_fileattr(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6761                                     left_fileattr);
6762                 if (ret < 0)
6763                         goto out;
6764         }
6765
6766         if (proto_cmd_ok(sctx, BTRFS_SEND_C_ENABLE_VERITY)
6767             && sctx->cur_inode_needs_verity) {
6768                 ret = process_verity(sctx);
6769                 if (ret < 0)
6770                         goto out;
6771         }
6772
6773         ret = send_capabilities(sctx);
6774         if (ret < 0)
6775                 goto out;
6776
6777         /*
6778          * If other directory inodes depended on our current directory
6779          * inode's move/rename, now do their move/rename operations.
6780          */
6781         if (!is_waiting_for_move(sctx, sctx->cur_ino)) {
6782                 ret = apply_children_dir_moves(sctx);
6783                 if (ret)
6784                         goto out;
6785                 /*
6786                  * Need to send that every time, no matter if it actually
6787                  * changed between the two trees as we have done changes to
6788                  * the inode before. If our inode is a directory and it's
6789                  * waiting to be moved/renamed, we will send its utimes when
6790                  * it's moved/renamed, therefore we don't need to do it here.
6791                  */
6792                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6793
6794                 /*
6795                  * If the current inode is a non-empty directory, delay issuing
6796                  * the utimes command for it, as it's very likely we have inodes
6797                  * with an higher number inside it. We want to issue the utimes
6798                  * command only after adding all dentries to it.
6799                  */
6800                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->cur_inode_size > 0)
6801                         ret = cache_dir_utimes(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen);
6802                 else
6803                         ret = send_utimes(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen);
6804
6805                 if (ret < 0)
6806                         goto out;
6807         }
6808
6809 out:
6810         if (!ret)
6811                 ret = trim_dir_utimes_cache(sctx);
6812
6813         return ret;
6814 }
6815
6816 static void close_current_inode(struct send_ctx *sctx)
6817 {
6818         u64 i_size;
6819
6820         if (sctx->cur_inode == NULL)
6821                 return;
6822
6823         i_size = i_size_read(sctx->cur_inode);
6824
6825         /*
6826          * If we are doing an incremental send, we may have extents between the
6827          * last processed extent and the i_size that have not been processed
6828          * because they haven't changed but we may have read some of their pages
6829          * through readahead, see the comments at send_extent_data().
6830          */
6831         if (sctx->clean_page_cache && sctx->page_cache_clear_start < i_size)
6832                 truncate_inode_pages_range(&sctx->cur_inode->i_data,
6833                                            sctx->page_cache_clear_start,
6834                                            round_up(i_size, PAGE_SIZE) - 1);
6835
6836         iput(sctx->cur_inode);
6837         sctx->cur_inode = NULL;
6838 }
6839
6840 static int changed_inode(struct send_ctx *sctx,
6841                          enum btrfs_compare_tree_result result)
6842 {
6843         int ret = 0;
6844         struct btrfs_key *key = sctx->cmp_key;
6845         struct btrfs_inode_item *left_ii = NULL;
6846         struct btrfs_inode_item *right_ii = NULL;
6847         u64 left_gen = 0;
6848         u64 right_gen = 0;
6849
6850         close_current_inode(sctx);
6851
6852         sctx->cur_ino = key->objectid;
6853         sctx->cur_inode_new_gen = false;
6854         sctx->cur_inode_last_extent = (u64)-1;
6855         sctx->cur_inode_next_write_offset = 0;
6856         sctx->ignore_cur_inode = false;
6857
6858         /*
6859          * Set send_progress to current inode. This will tell all get_cur_xxx
6860          * functions that the current inode's refs are not updated yet. Later,
6861          * when process_recorded_refs is finished, it is set to cur_ino + 1.
6862          */
6863         sctx->send_progress = sctx->cur_ino;
6864
6865         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW ||
6866             result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6867                 left_ii = btrfs_item_ptr(sctx->left_path->nodes[0],
6868                                 sctx->left_path->slots[0],
6869                                 struct btrfs_inode_item);
6870                 left_gen = btrfs_inode_generation(sctx->left_path->nodes[0],
6871                                 left_ii);
6872         } else {
6873                 right_ii = btrfs_item_ptr(sctx->right_path->nodes[0],
6874                                 sctx->right_path->slots[0],
6875                                 struct btrfs_inode_item);
6876                 right_gen = btrfs_inode_generation(sctx->right_path->nodes[0],
6877                                 right_ii);
6878         }
6879         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6880                 right_ii = btrfs_item_ptr(sctx->right_path->nodes[0],
6881                                 sctx->right_path->slots[0],
6882                                 struct btrfs_inode_item);
6883
6884                 right_gen = btrfs_inode_generation(sctx->right_path->nodes[0],
6885                                 right_ii);
6886
6887                 /*
6888                  * The cur_ino = root dir case is special here. We can't treat
6889                  * the inode as deleted+reused because it would generate a
6890                  * stream that tries to delete/mkdir the root dir.
6891                  */
6892                 if (left_gen != right_gen &&
6893                     sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
6894                         sctx->cur_inode_new_gen = true;
6895         }
6896
6897         /*
6898          * Normally we do not find inodes with a link count of zero (orphans)
6899          * because the most common case is to create a snapshot and use it
6900          * for a send operation. However other less common use cases involve
6901          * using a subvolume and send it after turning it to RO mode just
6902          * after deleting all hard links of a file while holding an open
6903          * file descriptor against it or turning a RO snapshot into RW mode,
6904          * keep an open file descriptor against a file, delete it and then
6905          * turn the snapshot back to RO mode before using it for a send
6906          * operation. The former is what the receiver operation does.
6907          * Therefore, if we want to send these snapshots soon after they're
6908          * received, we need to handle orphan inodes as well. Moreover, orphans
6909          * can appear not only in the send snapshot but also in the parent
6910          * snapshot. Here are several cases:
6911          *
6912          * Case 1: BTRFS_COMPARE_TREE_NEW
6913          *       |  send snapshot  | action
6914          * --------------------------------
6915          * nlink |        0        | ignore
6916          *
6917          * Case 2: BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED
6918          *       | parent snapshot | action
6919          * ----------------------------------
6920          * nlink |        0        | as usual
6921          * Note: No unlinks will be sent because there're no paths for it.
6922          *
6923          * Case 3: BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED
6924          *           |       | parent snapshot | send snapshot | action
6925          * -----------------------------------------------------------------------
6926          * subcase 1 | nlink |        0        |       0       | ignore
6927          * subcase 2 | nlink |       >0        |       0       | new_gen(deletion)
6928          * subcase 3 | nlink |        0        |      >0       | new_gen(creation)
6929          *
6930          */
6931         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW) {
6932                 if (btrfs_inode_nlink(sctx->left_path->nodes[0], left_ii) == 0) {
6933                         sctx->ignore_cur_inode = true;
6934                         goto out;
6935                 }
6936                 sctx->cur_inode_gen = left_gen;
6937                 sctx->cur_inode_new = true;
6938                 sctx->cur_inode_deleted = false;
6939                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6940                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6941                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6942                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6943                 sctx->cur_inode_rdev = btrfs_inode_rdev(
6944                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6945                 if (sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
6946                         ret = send_create_inode_if_needed(sctx);
6947         } else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED) {
6948                 sctx->cur_inode_gen = right_gen;
6949                 sctx->cur_inode_new = false;
6950                 sctx->cur_inode_deleted = true;
6951                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6952                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6953                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6954                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6955         } else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6956                 u32 new_nlinks, old_nlinks;
6957
6958                 new_nlinks = btrfs_inode_nlink(sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6959                 old_nlinks = btrfs_inode_nlink(sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6960                 if (new_nlinks == 0 && old_nlinks == 0) {
6961                         sctx->ignore_cur_inode = true;
6962                         goto out;
6963                 } else if (new_nlinks == 0 || old_nlinks == 0) {
6964                         sctx->cur_inode_new_gen = 1;
6965                 }
6966                 /*
6967                  * We need to do some special handling in case the inode was
6968                  * reported as changed with a changed generation number. This
6969                  * means that the original inode was deleted and new inode
6970                  * reused the same inum. So we have to treat the old inode as
6971                  * deleted and the new one as new.
6972                  */
6973                 if (sctx->cur_inode_new_gen) {
6974                         /*
6975                          * First, process the inode as if it was deleted.
6976                          */
6977                         if (old_nlinks > 0) {
6978                                 sctx->cur_inode_gen = right_gen;
6979                                 sctx->cur_inode_new = false;
6980                                 sctx->cur_inode_deleted = true;
6981                                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6982                                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6983                                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6984                                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6985                                 ret = process_all_refs(sctx,
6986                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED);
6987                                 if (ret < 0)
6988                                         goto out;
6989                         }
6990
6991                         /*
6992                          * Now process the inode as if it was new.
6993                          */
6994                         if (new_nlinks > 0) {
6995                                 sctx->cur_inode_gen = left_gen;
6996                                 sctx->cur_inode_new = true;
6997                                 sctx->cur_inode_deleted = false;
6998                                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6999                                                 sctx->left_path->nodes[0],
7000                                                 left_ii);
7001                                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
7002                                                 sctx->left_path->nodes[0],
7003                                                 left_ii);
7004                                 sctx->cur_inode_rdev = btrfs_inode_rdev(
7005                                                 sctx->left_path->nodes[0],
7006                                                 left_ii);
7007                                 ret = send_create_inode_if_needed(sctx);
7008                                 if (ret < 0)
7009                                         goto out;
7010
7011                                 ret = process_all_refs(sctx, BTRFS_COMPARE_TREE_NEW);
7012                                 if (ret < 0)
7013                                         goto out;
7014                                 /*
7015                                  * Advance send_progress now as we did not get
7016                                  * into process_recorded_refs_if_needed in the
7017                                  * new_gen case.
7018                                  */
7019                                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
7020
7021                                 /*
7022                                  * Now process all extents and xattrs of the
7023                                  * inode as if they were all new.
7024                                  */
7025                                 ret = process_all_extents(sctx);
7026                                 if (ret < 0)
7027                                         goto out;
7028                                 ret = process_all_new_xattrs(sctx);
7029                                 if (ret < 0)
7030                                         goto out;
7031                         }
7032                 } else {
7033                         sctx->cur_inode_gen = left_gen;
7034                         sctx->cur_inode_new = false;
7035                         sctx->cur_inode_new_gen = false;
7036                         sctx->cur_inode_deleted = false;
7037                         sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
7038                                         sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
7039                         sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
7040                                         sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
7041                 }
7042         }
7043
7044 out:
7045         return ret;
7046 }
7047
7048 /*
7049  * We have to process new refs before deleted refs, but compare_trees gives us
7050  * the new and deleted refs mixed. To fix this, we record the new/deleted refs
7051  * first and later process them in process_recorded_refs.
7052  * For the cur_inode_new_gen case, we skip recording completely because
7053  * changed_inode did already initiate processing of refs. The reason for this is
7054  * that in this case, compare_tree actually compares the refs of 2 different
7055  * inodes. To fix this, process_all_refs is used in changed_inode to handle all
7056  * refs of the right tree as deleted and all refs of the left tree as new.
7057  */
7058 static int changed_ref(struct send_ctx *sctx,
7059                        enum btrfs_compare_tree_result result)
7060 {
7061         int ret = 0;
7062
7063         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid) {
7064                 inconsistent_snapshot_error(sctx, result, "reference");
7065                 return -EIO;
7066         }
7067
7068         if (!sctx->cur_inode_new_gen &&
7069             sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
7070                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7071                         ret = record_new_ref(sctx);
7072                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7073                         ret = record_deleted_ref(sctx);
7074                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED)
7075                         ret = record_changed_ref(sctx);
7076         }
7077
7078         return ret;
7079 }
7080
7081 /*
7082  * Process new/deleted/changed xattrs. We skip processing in the
7083  * cur_inode_new_gen case because changed_inode did already initiate processing
7084  * of xattrs. The reason is the same as in changed_ref
7085  */
7086 static int changed_xattr(struct send_ctx *sctx,
7087                          enum btrfs_compare_tree_result result)
7088 {
7089         int ret = 0;
7090
7091         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid) {
7092                 inconsistent_snapshot_error(sctx, result, "xattr");
7093                 return -EIO;
7094         }
7095
7096         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7097                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7098                         ret = process_new_xattr(sctx);
7099                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7100                         ret = process_deleted_xattr(sctx);
7101                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED)
7102                         ret = process_changed_xattr(sctx);
7103         }
7104
7105         return ret;
7106 }
7107
7108 /*
7109  * Process new/deleted/changed extents. We skip processing in the
7110  * cur_inode_new_gen case because changed_inode did already initiate processing
7111  * of extents. The reason is the same as in changed_ref
7112  */
7113 static int changed_extent(struct send_ctx *sctx,
7114                           enum btrfs_compare_tree_result result)
7115 {
7116         int ret = 0;
7117
7118         /*
7119          * We have found an extent item that changed without the inode item
7120          * having changed. This can happen either after relocation (where the
7121          * disk_bytenr of an extent item is replaced at
7122          * relocation.c:replace_file_extents()) or after deduplication into a
7123          * file in both the parent and send snapshots (where an extent item can
7124          * get modified or replaced with a new one). Note that deduplication
7125          * updates the inode item, but it only changes the iversion (sequence
7126          * field in the inode item) of the inode, so if a file is deduplicated
7127          * the same amount of times in both the parent and send snapshots, its
7128          * iversion becomes the same in both snapshots, whence the inode item is
7129          * the same on both snapshots.
7130          */
7131         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid)
7132                 return 0;
7133
7134         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7135                 if (result != BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7136                         ret = process_extent(sctx, sctx->left_path,
7137                                         sctx->cmp_key);
7138         }
7139
7140         return ret;
7141 }
7142
7143 static int changed_verity(struct send_ctx *sctx, enum btrfs_compare_tree_result result)
7144 {
7145         int ret = 0;
7146
7147         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7148                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7149                         sctx->cur_inode_needs_verity = true;
7150         }
7151         return ret;
7152 }
7153
7154 static int dir_changed(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
7155 {
7156         u64 orig_gen, new_gen;
7157         int ret;
7158
7159         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, dir, &new_gen);
7160         if (ret)
7161                 return ret;
7162
7163         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, dir, &orig_gen);
7164         if (ret)
7165                 return ret;
7166
7167         return (orig_gen != new_gen) ? 1 : 0;
7168 }
7169
7170 static int compare_refs(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
7171                         struct btrfs_key *key)
7172 {
7173         struct btrfs_inode_extref *extref;
7174         struct extent_buffer *leaf;
7175         u64 dirid = 0, last_dirid = 0;
7176         unsigned long ptr;
7177         u32 item_size;
7178         u32 cur_offset = 0;
7179         int ref_name_len;
7180         int ret = 0;
7181
7182         /* Easy case, just check this one dirid */
7183         if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
7184                 dirid = key->offset;
7185
7186                 ret = dir_changed(sctx, dirid);
7187                 goto out;
7188         }
7189
7190         leaf = path->nodes[0];
7191         item_size = btrfs_item_size(leaf, path->slots[0]);
7192         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
7193         while (cur_offset < item_size) {
7194                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)(ptr +
7195                                                        cur_offset);
7196                 dirid = btrfs_inode_extref_parent(leaf, extref);
7197                 ref_name_len = btrfs_inode_extref_name_len(leaf, extref);
7198                 cur_offset += ref_name_len + sizeof(*extref);
7199                 if (dirid == last_dirid)
7200                         continue;
7201                 ret = dir_changed(sctx, dirid);
7202                 if (ret)
7203                         break;
7204                 last_dirid = dirid;
7205         }
7206 out:
7207         return ret;
7208 }
7209
7210 /*
7211  * Updates compare related fields in sctx and simply forwards to the actual
7212  * changed_xxx functions.
7213  */
7214 static int changed_cb(struct btrfs_path *left_path,
7215                       struct btrfs_path *right_path,
7216                       struct btrfs_key *key,
7217                       enum btrfs_compare_tree_result result,
7218                       struct send_ctx *sctx)
7219 {
7220         int ret = 0;
7221
7222         /*
7223          * We can not hold the commit root semaphore here. This is because in
7224          * the case of sending and receiving to the same filesystem, using a
7225          * pipe, could result in a deadlock:
7226          *
7227          * 1) The task running send blocks on the pipe because it's full;
7228          *
7229          * 2) The task running receive, which is the only consumer of the pipe,
7230          *    is waiting for a transaction commit (for example due to a space
7231          *    reservation when doing a write or triggering a transaction commit
7232          *    when creating a subvolume);
7233          *
7234          * 3) The transaction is waiting to write lock the commit root semaphore,
7235          *    but can not acquire it since it's being held at 1).
7236          *
7237          * Down this call chain we write to the pipe through kernel_write().
7238          * The same type of problem can also happen when sending to a file that
7239          * is stored in the same filesystem - when reserving space for a write
7240          * into the file, we can trigger a transaction commit.
7241          *
7242          * Our caller has supplied us with clones of leaves from the send and
7243          * parent roots, so we're safe here from a concurrent relocation and
7244          * further reallocation of metadata extents while we are here. Below we
7245          * also assert that the leaves are clones.
7246          */
7247         lockdep_assert_not_held(&sctx->send_root->fs_info->commit_root_sem);
7248
7249         /*
7250          * We always have a send root, so left_path is never NULL. We will not
7251          * have a leaf when we have reached the end of the send root but have
7252          * not yet reached the end of the parent root.
7253          */
7254         if (left_path->nodes[0])
7255                 ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED,
7256                                 &left_path->nodes[0]->bflags));
7257         /*
7258          * When doing a full send we don't have a parent root, so right_path is
7259          * NULL. When doing an incremental send, we may have reached the end of
7260          * the parent root already, so we don't have a leaf at right_path.
7261          */
7262         if (right_path && right_path->nodes[0])
7263                 ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED,
7264                                 &right_path->nodes[0]->bflags));
7265
7266         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_SAME) {
7267                 if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY ||
7268                     key->type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
7269                         ret = compare_refs(sctx, left_path, key);
7270                         if (!ret)
7271                                 return 0;
7272                         if (ret < 0)
7273                                 return ret;
7274                 } else if (key->type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7275                         return maybe_send_hole(sctx, left_path, key);
7276                 } else {
7277                         return 0;
7278                 }
7279                 result = BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED;
7280                 ret = 0;
7281         }
7282
7283         sctx->left_path = left_path;
7284         sctx->right_path = right_path;
7285         sctx->cmp_key = key;
7286
7287         ret = finish_inode_if_needed(sctx, 0);
7288         if (ret < 0)
7289                 goto out;
7290
7291         /* Ignore non-FS objects */
7292         if (key->objectid == BTRFS_FREE_INO_OBJECTID ||
7293             key->objectid == BTRFS_FREE_SPACE_OBJECTID)
7294                 goto out;
7295
7296         if (key->type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
7297                 ret = changed_inode(sctx, result);
7298         } else if (!sctx->ignore_cur_inode) {
7299                 if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY ||
7300                     key->type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
7301                         ret = changed_ref(sctx, result);
7302                 else if (key->type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
7303                         ret = changed_xattr(sctx, result);
7304                 else if (key->type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
7305                         ret = changed_extent(sctx, result);
7306                 else if (key->type == BTRFS_VERITY_DESC_ITEM_KEY &&
7307                          key->offset == 0)
7308                         ret = changed_verity(sctx, result);
7309         }
7310
7311 out:
7312         return ret;
7313 }
7314
7315 static int search_key_again(const struct send_ctx *sctx,
7316                             struct btrfs_root *root,
7317                             struct btrfs_path *path,
7318                             const struct btrfs_key *key)
7319 {
7320         int ret;
7321
7322         if (!path->need_commit_sem)
7323                 lockdep_assert_held_read(&root->fs_info->commit_root_sem);
7324
7325         /*
7326          * Roots used for send operations are readonly and no one can add,
7327          * update or remove keys from them, so we should be able to find our
7328          * key again. The only exception is deduplication, which can operate on
7329          * readonly roots and add, update or remove keys to/from them - but at
7330          * the moment we don't allow it to run in parallel with send.
7331          */
7332         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, key, path, 0, 0);
7333         ASSERT(ret <= 0);
7334         if (ret > 0) {
7335                 btrfs_print_tree(path->nodes[path->lowest_level], false);
7336                 btrfs_err(root->fs_info,
7337 "send: key (%llu %u %llu) not found in %s root %llu, lowest_level %d, slot %d",
7338                           key->objectid, key->type, key->offset,
7339                           (root == sctx->parent_root ? "parent" : "send"),
7340                           root->root_key.objectid, path->lowest_level,
7341                           path->slots[path->lowest_level]);
7342                 return -EUCLEAN;
7343         }
7344
7345         return ret;
7346 }
7347
7348 static int full_send_tree(struct send_ctx *sctx)
7349 {
7350         int ret;
7351         struct btrfs_root *send_root = sctx->send_root;
7352         struct btrfs_key key;
7353         struct btrfs_fs_info *fs_info = send_root->fs_info;
7354         struct btrfs_path *path;
7355
7356         path = alloc_path_for_send();
7357         if (!path)
7358                 return -ENOMEM;
7359         path->reada = READA_FORWARD_ALWAYS;
7360
7361         key.objectid = BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID;
7362         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
7363         key.offset = 0;
7364
7365         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7366         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7367         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7368
7369         ret = btrfs_search_slot_for_read(send_root, &key, path, 1, 0);
7370         if (ret < 0)
7371                 goto out;
7372         if (ret)
7373                 goto out_finish;
7374
7375         while (1) {
7376                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
7377
7378                 ret = changed_cb(path, NULL, &key,
7379                                  BTRFS_COMPARE_TREE_NEW, sctx);
7380                 if (ret < 0)
7381                         goto out;
7382
7383                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7384                 if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
7385                         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7386                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7387                         /*
7388                          * A transaction used for relocating a block group was
7389                          * committed or is about to finish its commit. Release
7390                          * our path (leaf) and restart the search, so that we
7391                          * avoid operating on any file extent items that are
7392                          * stale, with a disk_bytenr that reflects a pre
7393                          * relocation value. This way we avoid as much as
7394                          * possible to fallback to regular writes when checking
7395                          * if we can clone file ranges.
7396                          */
7397                         btrfs_release_path(path);
7398                         ret = search_key_again(sctx, send_root, path, &key);
7399                         if (ret < 0)
7400                                 goto out;
7401                 } else {
7402                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7403                 }
7404
7405                 ret = btrfs_next_item(send_root, path);
7406                 if (ret < 0)
7407                         goto out;
7408                 if (ret) {
7409                         ret  = 0;
7410                         break;
7411                 }
7412         }
7413
7414 out_finish:
7415         ret = finish_inode_if_needed(sctx, 1);
7416
7417 out:
7418         btrfs_free_path(path);
7419         return ret;
7420 }
7421
7422 static int replace_node_with_clone(struct btrfs_path *path, int level)
7423 {
7424         struct extent_buffer *clone;
7425
7426         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[level]);
7427         if (!clone)
7428                 return -ENOMEM;
7429
7430         free_extent_buffer(path->nodes[level]);
7431         path->nodes[level] = clone;
7432
7433         return 0;
7434 }
7435
7436 static int tree_move_down(struct btrfs_path *path, int *level, u64 reada_min_gen)
7437 {
7438         struct extent_buffer *eb;
7439         struct extent_buffer *parent = path->nodes[*level];
7440         int slot = path->slots[*level];
7441         const int nritems = btrfs_header_nritems(parent);
7442         u64 reada_max;
7443         u64 reada_done = 0;
7444
7445         lockdep_assert_held_read(&parent->fs_info->commit_root_sem);
7446         ASSERT(*level != 0);
7447
7448         eb = btrfs_read_node_slot(parent, slot);
7449         if (IS_ERR(eb))
7450                 return PTR_ERR(eb);
7451
7452         /*
7453          * Trigger readahead for the next leaves we will process, so that it is
7454          * very likely that when we need them they are already in memory and we
7455          * will not block on disk IO. For nodes we only do readahead for one,
7456          * since the time window between processing nodes is typically larger.
7457          */
7458         reada_max = (*level == 1 ? SZ_128K : eb->fs_info->nodesize);
7459
7460         for (slot++; slot < nritems && reada_done < reada_max; slot++) {
7461                 if (btrfs_node_ptr_generation(parent, slot) > reada_min_gen) {
7462                         btrfs_readahead_node_child(parent, slot);
7463                         reada_done += eb->fs_info->nodesize;
7464                 }
7465         }
7466
7467         path->nodes[*level - 1] = eb;
7468         path->slots[*level - 1] = 0;
7469         (*level)--;
7470
7471         if (*level == 0)
7472                 return replace_node_with_clone(path, 0);
7473
7474         return 0;
7475 }
7476
7477 static int tree_move_next_or_upnext(struct btrfs_path *path,
7478                                     int *level, int root_level)
7479 {
7480         int ret = 0;
7481         int nritems;
7482         nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[*level]);
7483
7484         path->slots[*level]++;
7485
7486         while (path->slots[*level] >= nritems) {
7487                 if (*level == root_level) {
7488                         path->slots[*level] = nritems - 1;
7489                         return -1;
7490                 }
7491
7492                 /* move upnext */
7493                 path->slots[*level] = 0;
7494                 free_extent_buffer(path->nodes[*level]);
7495                 path->nodes[*level] = NULL;
7496                 (*level)++;
7497                 path->slots[*level]++;
7498
7499                 nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[*level]);
7500                 ret = 1;
7501         }
7502         return ret;
7503 }
7504
7505 /*
7506  * Returns 1 if it had to move up and next. 0 is returned if it moved only next
7507  * or down.
7508  */
7509 static int tree_advance(struct btrfs_path *path,
7510                         int *level, int root_level,
7511                         int allow_down,
7512                         struct btrfs_key *key,
7513                         u64 reada_min_gen)
7514 {
7515         int ret;
7516
7517         if (*level == 0 || !allow_down) {
7518                 ret = tree_move_next_or_upnext(path, level, root_level);
7519         } else {
7520                 ret = tree_move_down(path, level, reada_min_gen);
7521         }
7522
7523         /*
7524          * Even if we have reached the end of a tree, ret is -1, update the key
7525          * anyway, so that in case we need to restart due to a block group
7526          * relocation, we can assert that the last key of the root node still
7527          * exists in the tree.
7528          */
7529         if (*level == 0)
7530                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[*level], key,
7531                                       path->slots[*level]);
7532         else
7533                 btrfs_node_key_to_cpu(path->nodes[*level], key,
7534                                       path->slots[*level]);
7535
7536         return ret;
7537 }
7538
7539 static int tree_compare_item(struct btrfs_path *left_path,
7540                              struct btrfs_path *right_path,
7541                              char *tmp_buf)
7542 {
7543         int cmp;
7544         int len1, len2;
7545         unsigned long off1, off2;
7546
7547         len1 = btrfs_item_size(left_path->nodes[0], left_path->slots[0]);
7548         len2 = btrfs_item_size(right_path->nodes[0], right_path->slots[0]);
7549         if (len1 != len2)
7550                 return 1;
7551
7552         off1 = btrfs_item_ptr_offset(left_path->nodes[0], left_path->slots[0]);
7553         off2 = btrfs_item_ptr_offset(right_path->nodes[0],
7554                                 right_path->slots[0]);
7555
7556         read_extent_buffer(left_path->nodes[0], tmp_buf, off1, len1);
7557
7558         cmp = memcmp_extent_buffer(right_path->nodes[0], tmp_buf, off2, len1);
7559         if (cmp)
7560                 return 1;
7561         return 0;
7562 }
7563
7564 /*
7565  * A transaction used for relocating a block group was committed or is about to
7566  * finish its commit. Release our paths and restart the search, so that we are
7567  * not using stale extent buffers:
7568  *
7569  * 1) For levels > 0, we are only holding references of extent buffers, without
7570  *    any locks on them, which does not prevent them from having been relocated
7571  *    and reallocated after the last time we released the commit root semaphore.
7572  *    The exception are the root nodes, for which we always have a clone, see
7573  *    the comment at btrfs_compare_trees();
7574  *
7575  * 2) For leaves, level 0, we are holding copies (clones) of extent buffers, so
7576  *    we are safe from the concurrent relocation and reallocation. However they
7577  *    can have file extent items with a pre relocation disk_bytenr value, so we
7578  *    restart the start from the current commit roots and clone the new leaves so
7579  *    that we get the post relocation disk_bytenr values. Not doing so, could
7580  *    make us clone the wrong data in case there are new extents using the old
7581  *    disk_bytenr that happen to be shared.
7582  */
7583 static int restart_after_relocation(struct btrfs_path *left_path,
7584                                     struct btrfs_path *right_path,
7585                                     const struct btrfs_key *left_key,
7586                                     const struct btrfs_key *right_key,
7587                                     int left_level,
7588                                     int right_level,
7589                                     const struct send_ctx *sctx)
7590 {
7591         int root_level;
7592         int ret;
7593
7594         lockdep_assert_held_read(&sctx->send_root->fs_info->commit_root_sem);
7595
7596         btrfs_release_path(left_path);
7597         btrfs_release_path(right_path);
7598
7599         /*
7600          * Since keys can not be added or removed to/from our roots because they
7601          * are readonly and we do not allow deduplication to run in parallel
7602          * (which can add, remove or change keys), the layout of the trees should
7603          * not change.
7604          */
7605         left_path->lowest_level = left_level;
7606         ret = search_key_again(sctx, sctx->send_root, left_path, left_key);
7607         if (ret < 0)
7608                 return ret;
7609
7610         right_path->lowest_level = right_level;
7611         ret = search_key_again(sctx, sctx->parent_root, right_path, right_key);
7612         if (ret < 0)
7613                 return ret;
7614
7615         /*
7616          * If the lowest level nodes are leaves, clone them so that they can be
7617          * safely used by changed_cb() while not under the protection of the
7618          * commit root semaphore, even if relocation and reallocation happens in
7619          * parallel.
7620          */
7621         if (left_level == 0) {
7622                 ret = replace_node_with_clone(left_path, 0);
7623                 if (ret < 0)
7624                         return ret;
7625         }
7626
7627         if (right_level == 0) {
7628                 ret = replace_node_with_clone(right_path, 0);
7629                 if (ret < 0)
7630                         return ret;
7631         }
7632
7633         /*
7634          * Now clone the root nodes (unless they happen to be the leaves we have
7635          * already cloned). This is to protect against concurrent snapshotting of
7636          * the send and parent roots (see the comment at btrfs_compare_trees()).
7637          */
7638         root_level = btrfs_header_level(sctx->send_root->commit_root);
7639         if (root_level > 0) {
7640                 ret = replace_node_with_clone(left_path, root_level);
7641                 if (ret < 0)
7642                         return ret;
7643         }
7644
7645         root_level = btrfs_header_level(sctx->parent_root->commit_root);
7646         if (root_level > 0) {
7647                 ret = replace_node_with_clone(right_path, root_level);
7648                 if (ret < 0)
7649                         return ret;
7650         }
7651
7652         return 0;
7653 }
7654
7655 /*
7656  * This function compares two trees and calls the provided callback for
7657  * every changed/new/deleted item it finds.
7658  * If shared tree blocks are encountered, whole subtrees are skipped, making
7659  * the compare pretty fast on snapshotted subvolumes.
7660  *
7661  * This currently works on commit roots only. As commit roots are read only,
7662  * we don't do any locking. The commit roots are protected with transactions.
7663  * Transactions are ended and rejoined when a commit is tried in between.
7664  *
7665  * This function checks for modifications done to the trees while comparing.
7666  * If it detects a change, it aborts immediately.
7667  */
7668 static int btrfs_compare_trees(struct btrfs_root *left_root,
7669                         struct btrfs_root *right_root, struct send_ctx *sctx)
7670 {
7671         struct btrfs_fs_info *fs_info = left_root->fs_info;
7672         int ret;
7673         int cmp;
7674         struct btrfs_path *left_path = NULL;
7675         struct btrfs_path *right_path = NULL;
7676         struct btrfs_key left_key;
7677         struct btrfs_key right_key;
7678         char *tmp_buf = NULL;
7679         int left_root_level;
7680         int right_root_level;
7681         int left_level;
7682         int right_level;
7683         int left_end_reached = 0;
7684         int right_end_reached = 0;
7685         int advance_left = 0;
7686         int advance_right = 0;
7687         u64 left_blockptr;
7688         u64 right_blockptr;
7689         u64 left_gen;
7690         u64 right_gen;
7691         u64 reada_min_gen;
7692
7693         left_path = btrfs_alloc_path();
7694         if (!left_path) {
7695                 ret = -ENOMEM;
7696                 goto out;
7697         }
7698         right_path = btrfs_alloc_path();
7699         if (!right_path) {
7700                 ret = -ENOMEM;
7701                 goto out;
7702         }
7703
7704         tmp_buf = kvmalloc(fs_info->nodesize, GFP_KERNEL);
7705         if (!tmp_buf) {
7706                 ret = -ENOMEM;
7707                 goto out;
7708         }
7709
7710         left_path->search_commit_root = 1;
7711         left_path->skip_locking = 1;
7712         right_path->search_commit_root = 1;
7713         right_path->skip_locking = 1;
7714
7715         /*
7716          * Strategy: Go to the first items of both trees. Then do
7717          *
7718          * If both trees are at level 0
7719          *   Compare keys of current items
7720          *     If left < right treat left item as new, advance left tree
7721          *       and repeat
7722          *     If left > right treat right item as deleted, advance right tree
7723          *       and repeat
7724          *     If left == right do deep compare of items, treat as changed if
7725          *       needed, advance both trees and repeat
7726          * If both trees are at the same level but not at level 0
7727          *   Compare keys of current nodes/leafs
7728          *     If left < right advance left tree and repeat
7729          *     If left > right advance right tree and repeat
7730          *     If left == right compare blockptrs of the next nodes/leafs
7731          *       If they match advance both trees but stay at the same level
7732          *         and repeat
7733          *       If they don't match advance both trees while allowing to go
7734          *         deeper and repeat
7735          * If tree levels are different
7736          *   Advance the tree that needs it and repeat
7737          *
7738          * Advancing a tree means:
7739          *   If we are at level 0, try to go to the next slot. If that's not
7740          *   possible, go one level up and repeat. Stop when we found a level
7741          *   where we could go to the next slot. We may at this point be on a
7742          *   node or a leaf.
7743          *
7744          *   If we are not at level 0 and not on shared tree blocks, go one
7745          *   level deeper.
7746          *
7747          *   If we are not at level 0 and on shared tree blocks, go one slot to
7748          *   the right if possible or go up and right.
7749          */
7750
7751         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7752         left_level = btrfs_header_level(left_root->commit_root);
7753         left_root_level = left_level;
7754         /*
7755          * We clone the root node of the send and parent roots to prevent races
7756          * with snapshot creation of these roots. Snapshot creation COWs the
7757          * root node of a tree, so after the transaction is committed the old
7758          * extent can be reallocated while this send operation is still ongoing.
7759          * So we clone them, under the commit root semaphore, to be race free.
7760          */
7761         left_path->nodes[left_level] =
7762                         btrfs_clone_extent_buffer(left_root->commit_root);
7763         if (!left_path->nodes[left_level]) {
7764                 ret = -ENOMEM;
7765                 goto out_unlock;
7766         }
7767
7768         right_level = btrfs_header_level(right_root->commit_root);
7769         right_root_level = right_level;
7770         right_path->nodes[right_level] =
7771                         btrfs_clone_extent_buffer(right_root->commit_root);
7772         if (!right_path->nodes[right_level]) {
7773                 ret = -ENOMEM;
7774                 goto out_unlock;
7775         }
7776         /*
7777          * Our right root is the parent root, while the left root is the "send"
7778          * root. We know that all new nodes/leaves in the left root must have
7779          * a generation greater than the right root's generation, so we trigger
7780          * readahead for those nodes and leaves of the left root, as we know we
7781          * will need to read them at some point.
7782          */
7783         reada_min_gen = btrfs_header_generation(right_root->commit_root);
7784
7785         if (left_level == 0)
7786                 btrfs_item_key_to_cpu(left_path->nodes[left_level],
7787                                 &left_key, left_path->slots[left_level]);
7788         else
7789                 btrfs_node_key_to_cpu(left_path->nodes[left_level],
7790                                 &left_key, left_path->slots[left_level]);
7791         if (right_level == 0)
7792                 btrfs_item_key_to_cpu(right_path->nodes[right_level],
7793                                 &right_key, right_path->slots[right_level]);
7794         else
7795                 btrfs_node_key_to_cpu(right_path->nodes[right_level],
7796                                 &right_key, right_path->slots[right_level]);
7797
7798         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7799
7800         while (1) {
7801                 if (need_resched() ||
7802                     rwsem_is_contended(&fs_info->commit_root_sem)) {
7803                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7804                         cond_resched();
7805                         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7806                 }
7807
7808                 if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
7809                         ret = restart_after_relocation(left_path, right_path,
7810                                                        &left_key, &right_key,
7811                                                        left_level, right_level,
7812                                                        sctx);
7813                         if (ret < 0)
7814                                 goto out_unlock;
7815                         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7816                 }
7817
7818                 if (advance_left && !left_end_reached) {
7819                         ret = tree_advance(left_path, &left_level,
7820                                         left_root_level,
7821                                         advance_left != ADVANCE_ONLY_NEXT,
7822                                         &left_key, reada_min_gen);
7823                         if (ret == -1)
7824                                 left_end_reached = ADVANCE;
7825                         else if (ret < 0)
7826                                 goto out_unlock;
7827                         advance_left = 0;
7828                 }
7829                 if (advance_right && !right_end_reached) {
7830                         ret = tree_advance(right_path, &right_level,
7831                                         right_root_level,
7832                                         advance_right != ADVANCE_ONLY_NEXT,
7833                                         &right_key, reada_min_gen);
7834                         if (ret == -1)
7835                                 right_end_reached = ADVANCE;
7836                         else if (ret < 0)
7837                                 goto out_unlock;
7838                         advance_right = 0;
7839                 }
7840
7841                 if (left_end_reached && right_end_reached) {
7842                         ret = 0;
7843                         goto out_unlock;
7844                 } else if (left_end_reached) {
7845                         if (right_level == 0) {
7846                                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7847                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7848                                                 &right_key,
7849                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
7850                                                 sctx);
7851                                 if (ret < 0)
7852                                         goto out;
7853                                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7854                         }
7855                         advance_right = ADVANCE;
7856                         continue;
7857                 } else if (right_end_reached) {
7858                         if (left_level == 0) {
7859                                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7860                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7861                                                 &left_key,
7862                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
7863                                                 sctx);
7864                                 if (ret < 0)
7865                                         goto out;
7866                                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7867                         }
7868                         advance_left = ADVANCE;
7869                         continue;
7870                 }
7871
7872                 if (left_level == 0 && right_level == 0) {
7873                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7874                         cmp = btrfs_comp_cpu_keys(&left_key, &right_key);
7875                         if (cmp < 0) {
7876                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7877                                                 &left_key,
7878                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
7879                                                 sctx);
7880                                 advance_left = ADVANCE;
7881                         } else if (cmp > 0) {
7882                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7883                                                 &right_key,
7884                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
7885                                                 sctx);
7886                                 advance_right = ADVANCE;
7887                         } else {
7888                                 enum btrfs_compare_tree_result result;
7889
7890                                 WARN_ON(!extent_buffer_uptodate(left_path->nodes[0]));
7891                                 ret = tree_compare_item(left_path, right_path,
7892                                                         tmp_buf);
7893                                 if (ret)
7894                                         result = BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED;
7895                                 else
7896                                         result = BTRFS_COMPARE_TREE_SAME;
7897                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7898                                                  &left_key, result, sctx);
7899                                 advance_left = ADVANCE;
7900                                 advance_right = ADVANCE;
7901                         }
7902
7903                         if (ret < 0)
7904                                 goto out;
7905                         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7906                 } else if (left_level == right_level) {
7907                         cmp = btrfs_comp_cpu_keys(&left_key, &right_key);
7908                         if (cmp < 0) {
7909                                 advance_left = ADVANCE;
7910                         } else if (cmp > 0) {
7911                                 advance_right = ADVANCE;
7912                         } else {
7913                                 left_blockptr = btrfs_node_blockptr(
7914                                                 left_path->nodes[left_level],
7915                                                 left_path->slots[left_level]);
7916                                 right_blockptr = btrfs_node_blockptr(
7917                                                 right_path->nodes[right_level],
7918                                                 right_path->slots[right_level]);
7919                                 left_gen = btrfs_node_ptr_generation(
7920                                                 left_path->nodes[left_level],
7921                                                 left_path->slots[left_level]);
7922                                 right_gen = btrfs_node_ptr_generation(
7923                                                 right_path->nodes[right_level],
7924                                                 right_path->slots[right_level]);
7925                                 if (left_blockptr == right_blockptr &&
7926                                     left_gen == right_gen) {
7927                                         /*
7928                                          * As we're on a shared block, don't
7929                                          * allow to go deeper.
7930                                          */
7931                                         advance_left = ADVANCE_ONLY_NEXT;
7932                                         advance_right = ADVANCE_ONLY_NEXT;
7933                                 } else {
7934                                         advance_left = ADVANCE;
7935                                         advance_right = ADVANCE;
7936                                 }
7937                         }
7938                 } else if (left_level < right_level) {
7939                         advance_right = ADVANCE;
7940                 } else {
7941                         advance_left = ADVANCE;
7942                 }
7943         }
7944
7945 out_unlock:
7946         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7947 out:
7948         btrfs_free_path(left_path);
7949         btrfs_free_path(right_path);
7950         kvfree(tmp_buf);
7951         return ret;
7952 }
7953
7954 static int send_subvol(struct send_ctx *sctx)
7955 {
7956         int ret;
7957
7958         if (!(sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_OMIT_STREAM_HEADER)) {
7959                 ret = send_header(sctx);
7960                 if (ret < 0)
7961                         goto out;
7962         }
7963
7964         ret = send_subvol_begin(sctx);
7965         if (ret < 0)
7966                 goto out;
7967
7968         if (sctx->parent_root) {
7969                 ret = btrfs_compare_trees(sctx->send_root, sctx->parent_root, sctx);
7970                 if (ret < 0)
7971                         goto out;
7972                 ret = finish_inode_if_needed(sctx, 1);
7973                 if (ret < 0)
7974                         goto out;
7975         } else {
7976                 ret = full_send_tree(sctx);
7977                 if (ret < 0)
7978                         goto out;
7979         }
7980
7981 out:
7982         free_recorded_refs(sctx);
7983         return ret;
7984 }
7985
7986 /*
7987  * If orphan cleanup did remove any orphans from a root, it means the tree
7988  * was modified and therefore the commit root is not the same as the current
7989  * root anymore. This is a problem, because send uses the commit root and
7990  * therefore can see inode items that don't exist in the current root anymore,
7991  * and for example make calls to btrfs_iget, which will do tree lookups based
7992  * on the current root and not on the commit root. Those lookups will fail,
7993  * returning a -ESTALE error, and making send fail with that error. So make
7994  * sure a send does not see any orphans we have just removed, and that it will
7995  * see the same inodes regardless of whether a transaction commit happened
7996  * before it started (meaning that the commit root will be the same as the
7997  * current root) or not.
7998  */
7999 static int ensure_commit_roots_uptodate(struct send_ctx *sctx)
8000 {
8001         int i;
8002         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
8003
8004 again:
8005         if (sctx->parent_root &&
8006             sctx->parent_root->node != sctx->parent_root->commit_root)
8007                 goto commit_trans;
8008
8009         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++)
8010                 if (sctx->clone_roots[i].root->node !=
8011                     sctx->clone_roots[i].root->commit_root)
8012                         goto commit_trans;
8013
8014         if (trans)
8015                 return btrfs_end_transaction(trans);
8016
8017         return 0;
8018
8019 commit_trans:
8020         /* Use any root, all fs roots will get their commit roots updated. */
8021         if (!trans) {
8022                 trans = btrfs_join_transaction(sctx->send_root);
8023                 if (IS_ERR(trans))
8024                         return PTR_ERR(trans);
8025                 goto again;
8026         }
8027
8028         return btrfs_commit_transaction(trans);
8029 }
8030
8031 /*
8032  * Make sure any existing dellaloc is flushed for any root used by a send
8033  * operation so that we do not miss any data and we do not race with writeback
8034  * finishing and changing a tree while send is using the tree. This could
8035  * happen if a subvolume is in RW mode, has delalloc, is turned to RO mode and
8036  * a send operation then uses the subvolume.
8037  * After flushing delalloc ensure_commit_roots_uptodate() must be called.
8038  */
8039 static int flush_delalloc_roots(struct send_ctx *sctx)
8040 {
8041         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
8042         int ret;
8043         int i;
8044
8045         if (root) {
8046                 ret = btrfs_start_delalloc_snapshot(root, false);
8047                 if (ret)
8048                         return ret;
8049                 btrfs_wait_ordered_extents(root, U64_MAX, 0, U64_MAX);
8050         }
8051
8052         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
8053                 root = sctx->clone_roots[i].root;
8054                 ret = btrfs_start_delalloc_snapshot(root, false);
8055                 if (ret)
8056                         return ret;
8057                 btrfs_wait_ordered_extents(root, U64_MAX, 0, U64_MAX);
8058         }
8059
8060         return 0;
8061 }
8062
8063 static void btrfs_root_dec_send_in_progress(struct btrfs_root* root)
8064 {
8065         spin_lock(&root->root_item_lock);
8066         root->send_in_progress--;
8067         /*
8068          * Not much left to do, we don't know why it's unbalanced and
8069          * can't blindly reset it to 0.
8070          */
8071         if (root->send_in_progress < 0)
8072                 btrfs_err(root->fs_info,
8073                           "send_in_progress unbalanced %d root %llu",
8074                           root->send_in_progress, root->root_key.objectid);
8075         spin_unlock(&root->root_item_lock);
8076 }
8077
8078 static void dedupe_in_progress_warn(const struct btrfs_root *root)
8079 {
8080         btrfs_warn_rl(root->fs_info,
8081 "cannot use root %llu for send while deduplications on it are in progress (%d in progress)",
8082                       root->root_key.objectid, root->dedupe_in_progress);
8083 }
8084
8085 long btrfs_ioctl_send(struct inode *inode, struct btrfs_ioctl_send_args *arg)
8086 {
8087         int ret = 0;
8088         struct btrfs_root *send_root = BTRFS_I(inode)->root;
8089         struct btrfs_fs_info *fs_info = send_root->fs_info;
8090         struct btrfs_root *clone_root;
8091         struct send_ctx *sctx = NULL;
8092         u32 i;
8093         u64 *clone_sources_tmp = NULL;
8094         int clone_sources_to_rollback = 0;
8095         size_t alloc_size;
8096         int sort_clone_roots = 0;
8097         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
8098         struct btrfs_lru_cache_entry *tmp;
8099
8100         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
8101                 return -EPERM;
8102
8103         /*
8104          * The subvolume must remain read-only during send, protect against
8105          * making it RW. This also protects against deletion.
8106          */
8107         spin_lock(&send_root->root_item_lock);
8108         if (btrfs_root_readonly(send_root) && send_root->dedupe_in_progress) {
8109                 dedupe_in_progress_warn(send_root);
8110                 spin_unlock(&send_root->root_item_lock);
8111                 return -EAGAIN;
8112         }
8113         send_root->send_in_progress++;
8114         spin_unlock(&send_root->root_item_lock);
8115
8116         /*
8117          * Userspace tools do the checks and warn the user if it's
8118          * not RO.
8119          */
8120         if (!btrfs_root_readonly(send_root)) {
8121                 ret = -EPERM;
8122                 goto out;
8123         }
8124
8125         /*
8126          * Check that we don't overflow at later allocations, we request
8127          * clone_sources_count + 1 items, and compare to unsigned long inside
8128          * access_ok. Also set an upper limit for allocation size so this can't
8129          * easily exhaust memory. Max number of clone sources is about 200K.
8130          */
8131         if (arg->clone_sources_count > SZ_8M / sizeof(struct clone_root)) {
8132                 ret = -EINVAL;
8133                 goto out;
8134         }
8135
8136         if (arg->flags & ~BTRFS_SEND_FLAG_MASK) {
8137                 ret = -EOPNOTSUPP;
8138                 goto out;
8139         }
8140
8141         sctx = kzalloc(sizeof(struct send_ctx), GFP_KERNEL);
8142         if (!sctx) {
8143                 ret = -ENOMEM;
8144                 goto out;
8145         }
8146
8147         INIT_LIST_HEAD(&sctx->new_refs);
8148         INIT_LIST_HEAD(&sctx->deleted_refs);
8149
8150         btrfs_lru_cache_init(&sctx->name_cache, SEND_MAX_NAME_CACHE_SIZE);
8151         btrfs_lru_cache_init(&sctx->backref_cache, SEND_MAX_BACKREF_CACHE_SIZE);
8152         btrfs_lru_cache_init(&sctx->dir_created_cache,
8153                              SEND_MAX_DIR_CREATED_CACHE_SIZE);
8154         /*
8155          * This cache is periodically trimmed to a fixed size elsewhere, see
8156          * cache_dir_utimes() and trim_dir_utimes_cache().
8157          */
8158         btrfs_lru_cache_init(&sctx->dir_utimes_cache, 0);
8159
8160         sctx->pending_dir_moves = RB_ROOT;
8161         sctx->waiting_dir_moves = RB_ROOT;
8162         sctx->orphan_dirs = RB_ROOT;
8163         sctx->rbtree_new_refs = RB_ROOT;
8164         sctx->rbtree_deleted_refs = RB_ROOT;
8165
8166         sctx->flags = arg->flags;
8167
8168         if (arg->flags & BTRFS_SEND_FLAG_VERSION) {
8169                 if (arg->version > BTRFS_SEND_STREAM_VERSION) {
8170                         ret = -EPROTO;
8171                         goto out;
8172                 }
8173                 /* Zero means "use the highest version" */
8174                 sctx->proto = arg->version ?: BTRFS_SEND_STREAM_VERSION;
8175         } else {
8176                 sctx->proto = 1;
8177         }
8178         if ((arg->flags & BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED) && sctx->proto < 2) {
8179                 ret = -EINVAL;
8180                 goto out;
8181         }
8182
8183         sctx->send_filp = fget(arg->send_fd);
8184         if (!sctx->send_filp || !(sctx->send_filp->f_mode & FMODE_WRITE)) {
8185                 ret = -EBADF;
8186                 goto out;
8187         }
8188
8189         sctx->send_root = send_root;
8190         /*
8191          * Unlikely but possible, if the subvolume is marked for deletion but
8192          * is slow to remove the directory entry, send can still be started
8193          */
8194         if (btrfs_root_dead(sctx->send_root)) {
8195                 ret = -EPERM;
8196                 goto out;
8197         }
8198
8199         sctx->clone_roots_cnt = arg->clone_sources_count;
8200
8201         if (sctx->proto >= 2) {
8202                 u32 send_buf_num_pages;
8203
8204                 sctx->send_max_size = BTRFS_SEND_BUF_SIZE_V2;
8205                 sctx->send_buf = vmalloc(sctx->send_max_size);
8206                 if (!sctx->send_buf) {
8207                         ret = -ENOMEM;
8208                         goto out;
8209                 }
8210                 send_buf_num_pages = sctx->send_max_size >> PAGE_SHIFT;
8211                 sctx->send_buf_pages = kcalloc(send_buf_num_pages,
8212                                                sizeof(*sctx->send_buf_pages),
8213                                                GFP_KERNEL);
8214                 if (!sctx->send_buf_pages) {
8215                         ret = -ENOMEM;
8216                         goto out;
8217                 }
8218                 for (i = 0; i < send_buf_num_pages; i++) {
8219                         sctx->send_buf_pages[i] =
8220                                 vmalloc_to_page(sctx->send_buf + (i << PAGE_SHIFT));
8221                 }
8222         } else {
8223                 sctx->send_max_size = BTRFS_SEND_BUF_SIZE_V1;
8224                 sctx->send_buf = kvmalloc(sctx->send_max_size, GFP_KERNEL);
8225         }
8226         if (!sctx->send_buf) {
8227                 ret = -ENOMEM;
8228                 goto out;
8229         }
8230
8231         sctx->clone_roots = kvcalloc(arg->clone_sources_count + 1,
8232                                      sizeof(*sctx->clone_roots),
8233                                      GFP_KERNEL);
8234         if (!sctx->clone_roots) {
8235                 ret = -ENOMEM;
8236                 goto out;
8237         }
8238
8239         alloc_size = array_size(sizeof(*arg->clone_sources),
8240                                 arg->clone_sources_count);
8241
8242         if (arg->clone_sources_count) {
8243                 clone_sources_tmp = kvmalloc(alloc_size, GFP_KERNEL);
8244                 if (!clone_sources_tmp) {
8245                         ret = -ENOMEM;
8246                         goto out;
8247                 }
8248
8249                 ret = copy_from_user(clone_sources_tmp, arg->clone_sources,
8250                                 alloc_size);
8251                 if (ret) {
8252                         ret = -EFAULT;
8253                         goto out;
8254                 }
8255
8256                 for (i = 0; i < arg->clone_sources_count; i++) {
8257                         clone_root = btrfs_get_fs_root(fs_info,
8258                                                 clone_sources_tmp[i], true);
8259                         if (IS_ERR(clone_root)) {
8260                                 ret = PTR_ERR(clone_root);
8261                                 goto out;
8262                         }
8263                         spin_lock(&clone_root->root_item_lock);
8264                         if (!btrfs_root_readonly(clone_root) ||
8265                             btrfs_root_dead(clone_root)) {
8266                                 spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8267                                 btrfs_put_root(clone_root);
8268                                 ret = -EPERM;
8269                                 goto out;
8270                         }
8271                         if (clone_root->dedupe_in_progress) {
8272                                 dedupe_in_progress_warn(clone_root);
8273                                 spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8274                                 btrfs_put_root(clone_root);
8275                                 ret = -EAGAIN;
8276                                 goto out;
8277                         }
8278                         clone_root->send_in_progress++;
8279                         spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8280
8281                         sctx->clone_roots[i].root = clone_root;
8282                         clone_sources_to_rollback = i + 1;
8283                 }
8284                 kvfree(clone_sources_tmp);
8285                 clone_sources_tmp = NULL;
8286         }
8287
8288         if (arg->parent_root) {
8289                 sctx->parent_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, arg->parent_root,
8290                                                       true);
8291                 if (IS_ERR(sctx->parent_root)) {
8292                         ret = PTR_ERR(sctx->parent_root);
8293                         goto out;
8294                 }
8295
8296                 spin_lock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8297                 sctx->parent_root->send_in_progress++;
8298                 if (!btrfs_root_readonly(sctx->parent_root) ||
8299                                 btrfs_root_dead(sctx->parent_root)) {
8300                         spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8301                         ret = -EPERM;
8302                         goto out;
8303                 }
8304                 if (sctx->parent_root->dedupe_in_progress) {
8305                         dedupe_in_progress_warn(sctx->parent_root);
8306                         spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8307                         ret = -EAGAIN;
8308                         goto out;
8309                 }
8310                 spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8311         }
8312
8313         /*
8314          * Clones from send_root are allowed, but only if the clone source
8315          * is behind the current send position. This is checked while searching
8316          * for possible clone sources.
8317          */
8318         sctx->clone_roots[sctx->clone_roots_cnt++].root =
8319                 btrfs_grab_root(sctx->send_root);
8320
8321         /* We do a bsearch later */
8322         sort(sctx->clone_roots, sctx->clone_roots_cnt,
8323                         sizeof(*sctx->clone_roots), __clone_root_cmp_sort,
8324                         NULL);
8325         sort_clone_roots = 1;
8326
8327         ret = flush_delalloc_roots(sctx);
8328         if (ret)
8329                 goto out;
8330
8331         ret = ensure_commit_roots_uptodate(sctx);
8332         if (ret)
8333                 goto out;
8334
8335         ret = send_subvol(sctx);
8336         if (ret < 0)
8337                 goto out;
8338
8339         btrfs_lru_cache_for_each_entry_safe(&sctx->dir_utimes_cache, entry, tmp) {
8340                 ret = send_utimes(sctx, entry->key, entry->gen);
8341                 if (ret < 0)
8342                         goto out;
8343                 btrfs_lru_cache_remove(&sctx->dir_utimes_cache, entry);
8344         }
8345
8346         if (!(sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_OMIT_END_CMD)) {
8347                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_END);
8348                 if (ret < 0)
8349                         goto out;
8350                 ret = send_cmd(sctx);
8351                 if (ret < 0)
8352                         goto out;
8353         }
8354
8355 out:
8356         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->pending_dir_moves));
8357         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->pending_dir_moves)) {
8358                 struct rb_node *n;
8359                 struct pending_dir_move *pm;
8360
8361                 n = rb_first(&sctx->pending_dir_moves);
8362                 pm = rb_entry(n, struct pending_dir_move, node);
8363                 while (!list_empty(&pm->list)) {
8364                         struct pending_dir_move *pm2;
8365
8366                         pm2 = list_first_entry(&pm->list,
8367                                                struct pending_dir_move, list);
8368                         free_pending_move(sctx, pm2);
8369                 }
8370                 free_pending_move(sctx, pm);
8371         }
8372
8373         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves));
8374         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves)) {
8375                 struct rb_node *n;
8376                 struct waiting_dir_move *dm;
8377
8378                 n = rb_first(&sctx->waiting_dir_moves);
8379                 dm = rb_entry(n, struct waiting_dir_move, node);
8380                 rb_erase(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
8381                 kfree(dm);
8382         }
8383
8384         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->orphan_dirs));
8385         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->orphan_dirs)) {
8386                 struct rb_node *n;
8387                 struct orphan_dir_info *odi;
8388
8389                 n = rb_first(&sctx->orphan_dirs);
8390                 odi = rb_entry(n, struct orphan_dir_info, node);
8391                 free_orphan_dir_info(sctx, odi);
8392         }
8393
8394         if (sort_clone_roots) {
8395                 for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
8396                         btrfs_root_dec_send_in_progress(
8397                                         sctx->clone_roots[i].root);
8398                         btrfs_put_root(sctx->clone_roots[i].root);
8399                 }
8400         } else {
8401                 for (i = 0; sctx && i < clone_sources_to_rollback; i++) {
8402                         btrfs_root_dec_send_in_progress(
8403                                         sctx->clone_roots[i].root);
8404                         btrfs_put_root(sctx->clone_roots[i].root);
8405                 }
8406
8407                 btrfs_root_dec_send_in_progress(send_root);
8408         }
8409         if (sctx && !IS_ERR_OR_NULL(sctx->parent_root)) {
8410                 btrfs_root_dec_send_in_progress(sctx->parent_root);
8411                 btrfs_put_root(sctx->parent_root);
8412         }
8413
8414         kvfree(clone_sources_tmp);
8415
8416         if (sctx) {
8417                 if (sctx->send_filp)
8418                         fput(sctx->send_filp);
8419
8420                 kvfree(sctx->clone_roots);
8421                 kfree(sctx->send_buf_pages);
8422                 kvfree(sctx->send_buf);
8423                 kvfree(sctx->verity_descriptor);
8424
8425                 close_current_inode(sctx);
8426
8427                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->name_cache);
8428                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->backref_cache);
8429                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->dir_created_cache);
8430                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->dir_utimes_cache);
8431
8432                 kfree(sctx);
8433         }
8434
8435         return ret;
8436 }