Merge tag 'omap-fixes-audio-clock-and-modem-signed' of git://git.kernel.org/pub/scm...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / fs / btrfs / send.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2012 Alexander Block.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/bsearch.h>
7 #include <linux/fs.h>
8 #include <linux/file.h>
9 #include <linux/sort.h>
10 #include <linux/mount.h>
11 #include <linux/xattr.h>
12 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
13 #include <linux/radix-tree.h>
14 #include <linux/vmalloc.h>
15 #include <linux/string.h>
16 #include <linux/compat.h>
17 #include <linux/crc32c.h>
18 #include <linux/fsverity.h>
19
20 #include "send.h"
21 #include "ctree.h"
22 #include "backref.h"
23 #include "locking.h"
24 #include "disk-io.h"
25 #include "btrfs_inode.h"
26 #include "transaction.h"
27 #include "compression.h"
28 #include "xattr.h"
29 #include "print-tree.h"
30 #include "accessors.h"
31 #include "dir-item.h"
32 #include "file-item.h"
33 #include "ioctl.h"
34 #include "verity.h"
35 #include "lru_cache.h"
36
37 /*
38  * Maximum number of references an extent can have in order for us to attempt to
39  * issue clone operations instead of write operations. This currently exists to
40  * avoid hitting limitations of the backreference walking code (taking a lot of
41  * time and using too much memory for extents with large number of references).
42  */
43 #define SEND_MAX_EXTENT_REFS    1024
44
45 /*
46  * A fs_path is a helper to dynamically build path names with unknown size.
47  * It reallocates the internal buffer on demand.
48  * It allows fast adding of path elements on the right side (normal path) and
49  * fast adding to the left side (reversed path). A reversed path can also be
50  * unreversed if needed.
51  */
52 struct fs_path {
53         union {
54                 struct {
55                         char *start;
56                         char *end;
57
58                         char *buf;
59                         unsigned short buf_len:15;
60                         unsigned short reversed:1;
61                         char inline_buf[];
62                 };
63                 /*
64                  * Average path length does not exceed 200 bytes, we'll have
65                  * better packing in the slab and higher chance to satisfy
66                  * a allocation later during send.
67                  */
68                 char pad[256];
69         };
70 };
71 #define FS_PATH_INLINE_SIZE \
72         (sizeof(struct fs_path) - offsetof(struct fs_path, inline_buf))
73
74
75 /* reused for each extent */
76 struct clone_root {
77         struct btrfs_root *root;
78         u64 ino;
79         u64 offset;
80         u64 num_bytes;
81         bool found_ref;
82 };
83
84 #define SEND_MAX_NAME_CACHE_SIZE                        256
85
86 /*
87  * Limit the root_ids array of struct backref_cache_entry to 17 elements.
88  * This makes the size of a cache entry to be exactly 192 bytes on x86_64, which
89  * can be satisfied from the kmalloc-192 slab, without wasting any space.
90  * The most common case is to have a single root for cloning, which corresponds
91  * to the send root. Having the user specify more than 16 clone roots is not
92  * common, and in such rare cases we simply don't use caching if the number of
93  * cloning roots that lead down to a leaf is more than 17.
94  */
95 #define SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS                    17
96
97 /*
98  * Max number of entries in the cache.
99  * With SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS as 17, the size in bytes, excluding
100  * maple tree's internal nodes, is 24K.
101  */
102 #define SEND_MAX_BACKREF_CACHE_SIZE 128
103
104 /*
105  * A backref cache entry maps a leaf to a list of IDs of roots from which the
106  * leaf is accessible and we can use for clone operations.
107  * With SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS as 12, each cache entry is 128 bytes (on
108  * x86_64).
109  */
110 struct backref_cache_entry {
111         struct btrfs_lru_cache_entry entry;
112         u64 root_ids[SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS];
113         /* Number of valid elements in the root_ids array. */
114         int num_roots;
115 };
116
117 /* See the comment at lru_cache.h about struct btrfs_lru_cache_entry. */
118 static_assert(offsetof(struct backref_cache_entry, entry) == 0);
119
120 /*
121  * Max number of entries in the cache that stores directories that were already
122  * created. The cache uses raw struct btrfs_lru_cache_entry entries, so it uses
123  * at most 4096 bytes - sizeof(struct btrfs_lru_cache_entry) is 48 bytes, but
124  * the kmalloc-64 slab is used, so we get 4096 bytes (64 bytes * 64).
125  */
126 #define SEND_MAX_DIR_CREATED_CACHE_SIZE                 64
127
128 /*
129  * Max number of entries in the cache that stores directories that were already
130  * created. The cache uses raw struct btrfs_lru_cache_entry entries, so it uses
131  * at most 4096 bytes - sizeof(struct btrfs_lru_cache_entry) is 48 bytes, but
132  * the kmalloc-64 slab is used, so we get 4096 bytes (64 bytes * 64).
133  */
134 #define SEND_MAX_DIR_UTIMES_CACHE_SIZE                  64
135
136 struct send_ctx {
137         struct file *send_filp;
138         loff_t send_off;
139         char *send_buf;
140         u32 send_size;
141         u32 send_max_size;
142         /*
143          * Whether BTRFS_SEND_A_DATA attribute was already added to current
144          * command (since protocol v2, data must be the last attribute).
145          */
146         bool put_data;
147         struct page **send_buf_pages;
148         u64 flags;      /* 'flags' member of btrfs_ioctl_send_args is u64 */
149         /* Protocol version compatibility requested */
150         u32 proto;
151
152         struct btrfs_root *send_root;
153         struct btrfs_root *parent_root;
154         struct clone_root *clone_roots;
155         int clone_roots_cnt;
156
157         /* current state of the compare_tree call */
158         struct btrfs_path *left_path;
159         struct btrfs_path *right_path;
160         struct btrfs_key *cmp_key;
161
162         /*
163          * Keep track of the generation of the last transaction that was used
164          * for relocating a block group. This is periodically checked in order
165          * to detect if a relocation happened since the last check, so that we
166          * don't operate on stale extent buffers for nodes (level >= 1) or on
167          * stale disk_bytenr values of file extent items.
168          */
169         u64 last_reloc_trans;
170
171         /*
172          * infos of the currently processed inode. In case of deleted inodes,
173          * these are the values from the deleted inode.
174          */
175         u64 cur_ino;
176         u64 cur_inode_gen;
177         u64 cur_inode_size;
178         u64 cur_inode_mode;
179         u64 cur_inode_rdev;
180         u64 cur_inode_last_extent;
181         u64 cur_inode_next_write_offset;
182         bool cur_inode_new;
183         bool cur_inode_new_gen;
184         bool cur_inode_deleted;
185         bool ignore_cur_inode;
186         bool cur_inode_needs_verity;
187         void *verity_descriptor;
188
189         u64 send_progress;
190
191         struct list_head new_refs;
192         struct list_head deleted_refs;
193
194         struct btrfs_lru_cache name_cache;
195
196         /*
197          * The inode we are currently processing. It's not NULL only when we
198          * need to issue write commands for data extents from this inode.
199          */
200         struct inode *cur_inode;
201         struct file_ra_state ra;
202         u64 page_cache_clear_start;
203         bool clean_page_cache;
204
205         /*
206          * We process inodes by their increasing order, so if before an
207          * incremental send we reverse the parent/child relationship of
208          * directories such that a directory with a lower inode number was
209          * the parent of a directory with a higher inode number, and the one
210          * becoming the new parent got renamed too, we can't rename/move the
211          * directory with lower inode number when we finish processing it - we
212          * must process the directory with higher inode number first, then
213          * rename/move it and then rename/move the directory with lower inode
214          * number. Example follows.
215          *
216          * Tree state when the first send was performed:
217          *
218          * .
219          * |-- a                   (ino 257)
220          *     |-- b               (ino 258)
221          *         |
222          *         |
223          *         |-- c           (ino 259)
224          *         |   |-- d       (ino 260)
225          *         |
226          *         |-- c2          (ino 261)
227          *
228          * Tree state when the second (incremental) send is performed:
229          *
230          * .
231          * |-- a                   (ino 257)
232          *     |-- b               (ino 258)
233          *         |-- c2          (ino 261)
234          *             |-- d2      (ino 260)
235          *                 |-- cc  (ino 259)
236          *
237          * The sequence of steps that lead to the second state was:
238          *
239          * mv /a/b/c/d /a/b/c2/d2
240          * mv /a/b/c /a/b/c2/d2/cc
241          *
242          * "c" has lower inode number, but we can't move it (2nd mv operation)
243          * before we move "d", which has higher inode number.
244          *
245          * So we just memorize which move/rename operations must be performed
246          * later when their respective parent is processed and moved/renamed.
247          */
248
249         /* Indexed by parent directory inode number. */
250         struct rb_root pending_dir_moves;
251
252         /*
253          * Reverse index, indexed by the inode number of a directory that
254          * is waiting for the move/rename of its immediate parent before its
255          * own move/rename can be performed.
256          */
257         struct rb_root waiting_dir_moves;
258
259         /*
260          * A directory that is going to be rm'ed might have a child directory
261          * which is in the pending directory moves index above. In this case,
262          * the directory can only be removed after the move/rename of its child
263          * is performed. Example:
264          *
265          * Parent snapshot:
266          *
267          * .                        (ino 256)
268          * |-- a/                   (ino 257)
269          *     |-- b/               (ino 258)
270          *         |-- c/           (ino 259)
271          *         |   |-- x/       (ino 260)
272          *         |
273          *         |-- y/           (ino 261)
274          *
275          * Send snapshot:
276          *
277          * .                        (ino 256)
278          * |-- a/                   (ino 257)
279          *     |-- b/               (ino 258)
280          *         |-- YY/          (ino 261)
281          *              |-- x/      (ino 260)
282          *
283          * Sequence of steps that lead to the send snapshot:
284          * rm -f /a/b/c/foo.txt
285          * mv /a/b/y /a/b/YY
286          * mv /a/b/c/x /a/b/YY
287          * rmdir /a/b/c
288          *
289          * When the child is processed, its move/rename is delayed until its
290          * parent is processed (as explained above), but all other operations
291          * like update utimes, chown, chgrp, etc, are performed and the paths
292          * that it uses for those operations must use the orphanized name of
293          * its parent (the directory we're going to rm later), so we need to
294          * memorize that name.
295          *
296          * Indexed by the inode number of the directory to be deleted.
297          */
298         struct rb_root orphan_dirs;
299
300         struct rb_root rbtree_new_refs;
301         struct rb_root rbtree_deleted_refs;
302
303         struct btrfs_lru_cache backref_cache;
304         u64 backref_cache_last_reloc_trans;
305
306         struct btrfs_lru_cache dir_created_cache;
307         struct btrfs_lru_cache dir_utimes_cache;
308 };
309
310 struct pending_dir_move {
311         struct rb_node node;
312         struct list_head list;
313         u64 parent_ino;
314         u64 ino;
315         u64 gen;
316         struct list_head update_refs;
317 };
318
319 struct waiting_dir_move {
320         struct rb_node node;
321         u64 ino;
322         /*
323          * There might be some directory that could not be removed because it
324          * was waiting for this directory inode to be moved first. Therefore
325          * after this directory is moved, we can try to rmdir the ino rmdir_ino.
326          */
327         u64 rmdir_ino;
328         u64 rmdir_gen;
329         bool orphanized;
330 };
331
332 struct orphan_dir_info {
333         struct rb_node node;
334         u64 ino;
335         u64 gen;
336         u64 last_dir_index_offset;
337         u64 dir_high_seq_ino;
338 };
339
340 struct name_cache_entry {
341         /*
342          * The key in the entry is an inode number, and the generation matches
343          * the inode's generation.
344          */
345         struct btrfs_lru_cache_entry entry;
346         u64 parent_ino;
347         u64 parent_gen;
348         int ret;
349         int need_later_update;
350         int name_len;
351         char name[];
352 };
353
354 /* See the comment at lru_cache.h about struct btrfs_lru_cache_entry. */
355 static_assert(offsetof(struct name_cache_entry, entry) == 0);
356
357 #define ADVANCE                                                 1
358 #define ADVANCE_ONLY_NEXT                                       -1
359
360 enum btrfs_compare_tree_result {
361         BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
362         BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
363         BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED,
364         BTRFS_COMPARE_TREE_SAME,
365 };
366
367 __cold
368 static void inconsistent_snapshot_error(struct send_ctx *sctx,
369                                         enum btrfs_compare_tree_result result,
370                                         const char *what)
371 {
372         const char *result_string;
373
374         switch (result) {
375         case BTRFS_COMPARE_TREE_NEW:
376                 result_string = "new";
377                 break;
378         case BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED:
379                 result_string = "deleted";
380                 break;
381         case BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED:
382                 result_string = "updated";
383                 break;
384         case BTRFS_COMPARE_TREE_SAME:
385                 ASSERT(0);
386                 result_string = "unchanged";
387                 break;
388         default:
389                 ASSERT(0);
390                 result_string = "unexpected";
391         }
392
393         btrfs_err(sctx->send_root->fs_info,
394                   "Send: inconsistent snapshot, found %s %s for inode %llu without updated inode item, send root is %llu, parent root is %llu",
395                   result_string, what, sctx->cmp_key->objectid,
396                   sctx->send_root->root_key.objectid,
397                   (sctx->parent_root ?
398                    sctx->parent_root->root_key.objectid : 0));
399 }
400
401 __maybe_unused
402 static bool proto_cmd_ok(const struct send_ctx *sctx, int cmd)
403 {
404         switch (sctx->proto) {
405         case 1:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V1;
406         case 2:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V2;
407         case 3:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V3;
408         default: return false;
409         }
410 }
411
412 static int is_waiting_for_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino);
413
414 static struct waiting_dir_move *
415 get_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino);
416
417 static int is_waiting_for_rm(struct send_ctx *sctx, u64 dir_ino, u64 gen);
418
419 static int need_send_hole(struct send_ctx *sctx)
420 {
421         return (sctx->parent_root && !sctx->cur_inode_new &&
422                 !sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted &&
423                 S_ISREG(sctx->cur_inode_mode));
424 }
425
426 static void fs_path_reset(struct fs_path *p)
427 {
428         if (p->reversed) {
429                 p->start = p->buf + p->buf_len - 1;
430                 p->end = p->start;
431                 *p->start = 0;
432         } else {
433                 p->start = p->buf;
434                 p->end = p->start;
435                 *p->start = 0;
436         }
437 }
438
439 static struct fs_path *fs_path_alloc(void)
440 {
441         struct fs_path *p;
442
443         p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
444         if (!p)
445                 return NULL;
446         p->reversed = 0;
447         p->buf = p->inline_buf;
448         p->buf_len = FS_PATH_INLINE_SIZE;
449         fs_path_reset(p);
450         return p;
451 }
452
453 static struct fs_path *fs_path_alloc_reversed(void)
454 {
455         struct fs_path *p;
456
457         p = fs_path_alloc();
458         if (!p)
459                 return NULL;
460         p->reversed = 1;
461         fs_path_reset(p);
462         return p;
463 }
464
465 static void fs_path_free(struct fs_path *p)
466 {
467         if (!p)
468                 return;
469         if (p->buf != p->inline_buf)
470                 kfree(p->buf);
471         kfree(p);
472 }
473
474 static int fs_path_len(struct fs_path *p)
475 {
476         return p->end - p->start;
477 }
478
479 static int fs_path_ensure_buf(struct fs_path *p, int len)
480 {
481         char *tmp_buf;
482         int path_len;
483         int old_buf_len;
484
485         len++;
486
487         if (p->buf_len >= len)
488                 return 0;
489
490         if (len > PATH_MAX) {
491                 WARN_ON(1);
492                 return -ENOMEM;
493         }
494
495         path_len = p->end - p->start;
496         old_buf_len = p->buf_len;
497
498         /*
499          * Allocate to the next largest kmalloc bucket size, to let
500          * the fast path happen most of the time.
501          */
502         len = kmalloc_size_roundup(len);
503         /*
504          * First time the inline_buf does not suffice
505          */
506         if (p->buf == p->inline_buf) {
507                 tmp_buf = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
508                 if (tmp_buf)
509                         memcpy(tmp_buf, p->buf, old_buf_len);
510         } else {
511                 tmp_buf = krealloc(p->buf, len, GFP_KERNEL);
512         }
513         if (!tmp_buf)
514                 return -ENOMEM;
515         p->buf = tmp_buf;
516         p->buf_len = len;
517
518         if (p->reversed) {
519                 tmp_buf = p->buf + old_buf_len - path_len - 1;
520                 p->end = p->buf + p->buf_len - 1;
521                 p->start = p->end - path_len;
522                 memmove(p->start, tmp_buf, path_len + 1);
523         } else {
524                 p->start = p->buf;
525                 p->end = p->start + path_len;
526         }
527         return 0;
528 }
529
530 static int fs_path_prepare_for_add(struct fs_path *p, int name_len,
531                                    char **prepared)
532 {
533         int ret;
534         int new_len;
535
536         new_len = p->end - p->start + name_len;
537         if (p->start != p->end)
538                 new_len++;
539         ret = fs_path_ensure_buf(p, new_len);
540         if (ret < 0)
541                 goto out;
542
543         if (p->reversed) {
544                 if (p->start != p->end)
545                         *--p->start = '/';
546                 p->start -= name_len;
547                 *prepared = p->start;
548         } else {
549                 if (p->start != p->end)
550                         *p->end++ = '/';
551                 *prepared = p->end;
552                 p->end += name_len;
553                 *p->end = 0;
554         }
555
556 out:
557         return ret;
558 }
559
560 static int fs_path_add(struct fs_path *p, const char *name, int name_len)
561 {
562         int ret;
563         char *prepared;
564
565         ret = fs_path_prepare_for_add(p, name_len, &prepared);
566         if (ret < 0)
567                 goto out;
568         memcpy(prepared, name, name_len);
569
570 out:
571         return ret;
572 }
573
574 static int fs_path_add_path(struct fs_path *p, struct fs_path *p2)
575 {
576         int ret;
577         char *prepared;
578
579         ret = fs_path_prepare_for_add(p, p2->end - p2->start, &prepared);
580         if (ret < 0)
581                 goto out;
582         memcpy(prepared, p2->start, p2->end - p2->start);
583
584 out:
585         return ret;
586 }
587
588 static int fs_path_add_from_extent_buffer(struct fs_path *p,
589                                           struct extent_buffer *eb,
590                                           unsigned long off, int len)
591 {
592         int ret;
593         char *prepared;
594
595         ret = fs_path_prepare_for_add(p, len, &prepared);
596         if (ret < 0)
597                 goto out;
598
599         read_extent_buffer(eb, prepared, off, len);
600
601 out:
602         return ret;
603 }
604
605 static int fs_path_copy(struct fs_path *p, struct fs_path *from)
606 {
607         p->reversed = from->reversed;
608         fs_path_reset(p);
609
610         return fs_path_add_path(p, from);
611 }
612
613 static void fs_path_unreverse(struct fs_path *p)
614 {
615         char *tmp;
616         int len;
617
618         if (!p->reversed)
619                 return;
620
621         tmp = p->start;
622         len = p->end - p->start;
623         p->start = p->buf;
624         p->end = p->start + len;
625         memmove(p->start, tmp, len + 1);
626         p->reversed = 0;
627 }
628
629 static struct btrfs_path *alloc_path_for_send(void)
630 {
631         struct btrfs_path *path;
632
633         path = btrfs_alloc_path();
634         if (!path)
635                 return NULL;
636         path->search_commit_root = 1;
637         path->skip_locking = 1;
638         path->need_commit_sem = 1;
639         return path;
640 }
641
642 static int write_buf(struct file *filp, const void *buf, u32 len, loff_t *off)
643 {
644         int ret;
645         u32 pos = 0;
646
647         while (pos < len) {
648                 ret = kernel_write(filp, buf + pos, len - pos, off);
649                 if (ret < 0)
650                         return ret;
651                 if (ret == 0)
652                         return -EIO;
653                 pos += ret;
654         }
655
656         return 0;
657 }
658
659 static int tlv_put(struct send_ctx *sctx, u16 attr, const void *data, int len)
660 {
661         struct btrfs_tlv_header *hdr;
662         int total_len = sizeof(*hdr) + len;
663         int left = sctx->send_max_size - sctx->send_size;
664
665         if (WARN_ON_ONCE(sctx->put_data))
666                 return -EINVAL;
667
668         if (unlikely(left < total_len))
669                 return -EOVERFLOW;
670
671         hdr = (struct btrfs_tlv_header *) (sctx->send_buf + sctx->send_size);
672         put_unaligned_le16(attr, &hdr->tlv_type);
673         put_unaligned_le16(len, &hdr->tlv_len);
674         memcpy(hdr + 1, data, len);
675         sctx->send_size += total_len;
676
677         return 0;
678 }
679
680 #define TLV_PUT_DEFINE_INT(bits) \
681         static int tlv_put_u##bits(struct send_ctx *sctx,               \
682                         u##bits attr, u##bits value)                    \
683         {                                                               \
684                 __le##bits __tmp = cpu_to_le##bits(value);              \
685                 return tlv_put(sctx, attr, &__tmp, sizeof(__tmp));      \
686         }
687
688 TLV_PUT_DEFINE_INT(8)
689 TLV_PUT_DEFINE_INT(32)
690 TLV_PUT_DEFINE_INT(64)
691
692 static int tlv_put_string(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
693                           const char *str, int len)
694 {
695         if (len == -1)
696                 len = strlen(str);
697         return tlv_put(sctx, attr, str, len);
698 }
699
700 static int tlv_put_uuid(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
701                         const u8 *uuid)
702 {
703         return tlv_put(sctx, attr, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
704 }
705
706 static int tlv_put_btrfs_timespec(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
707                                   struct extent_buffer *eb,
708                                   struct btrfs_timespec *ts)
709 {
710         struct btrfs_timespec bts;
711         read_extent_buffer(eb, &bts, (unsigned long)ts, sizeof(bts));
712         return tlv_put(sctx, attr, &bts, sizeof(bts));
713 }
714
715
716 #define TLV_PUT(sctx, attrtype, data, attrlen) \
717         do { \
718                 ret = tlv_put(sctx, attrtype, data, attrlen); \
719                 if (ret < 0) \
720                         goto tlv_put_failure; \
721         } while (0)
722
723 #define TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, bits, value) \
724         do { \
725                 ret = tlv_put_u##bits(sctx, attrtype, value); \
726                 if (ret < 0) \
727                         goto tlv_put_failure; \
728         } while (0)
729
730 #define TLV_PUT_U8(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 8, data)
731 #define TLV_PUT_U16(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 16, data)
732 #define TLV_PUT_U32(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 32, data)
733 #define TLV_PUT_U64(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 64, data)
734 #define TLV_PUT_STRING(sctx, attrtype, str, len) \
735         do { \
736                 ret = tlv_put_string(sctx, attrtype, str, len); \
737                 if (ret < 0) \
738                         goto tlv_put_failure; \
739         } while (0)
740 #define TLV_PUT_PATH(sctx, attrtype, p) \
741         do { \
742                 ret = tlv_put_string(sctx, attrtype, p->start, \
743                         p->end - p->start); \
744                 if (ret < 0) \
745                         goto tlv_put_failure; \
746         } while(0)
747 #define TLV_PUT_UUID(sctx, attrtype, uuid) \
748         do { \
749                 ret = tlv_put_uuid(sctx, attrtype, uuid); \
750                 if (ret < 0) \
751                         goto tlv_put_failure; \
752         } while (0)
753 #define TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, attrtype, eb, ts) \
754         do { \
755                 ret = tlv_put_btrfs_timespec(sctx, attrtype, eb, ts); \
756                 if (ret < 0) \
757                         goto tlv_put_failure; \
758         } while (0)
759
760 static int send_header(struct send_ctx *sctx)
761 {
762         struct btrfs_stream_header hdr;
763
764         strcpy(hdr.magic, BTRFS_SEND_STREAM_MAGIC);
765         hdr.version = cpu_to_le32(sctx->proto);
766         return write_buf(sctx->send_filp, &hdr, sizeof(hdr),
767                                         &sctx->send_off);
768 }
769
770 /*
771  * For each command/item we want to send to userspace, we call this function.
772  */
773 static int begin_cmd(struct send_ctx *sctx, int cmd)
774 {
775         struct btrfs_cmd_header *hdr;
776
777         if (WARN_ON(!sctx->send_buf))
778                 return -EINVAL;
779
780         BUG_ON(sctx->send_size);
781
782         sctx->send_size += sizeof(*hdr);
783         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
784         put_unaligned_le16(cmd, &hdr->cmd);
785
786         return 0;
787 }
788
789 static int send_cmd(struct send_ctx *sctx)
790 {
791         int ret;
792         struct btrfs_cmd_header *hdr;
793         u32 crc;
794
795         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
796         put_unaligned_le32(sctx->send_size - sizeof(*hdr), &hdr->len);
797         put_unaligned_le32(0, &hdr->crc);
798
799         crc = btrfs_crc32c(0, (unsigned char *)sctx->send_buf, sctx->send_size);
800         put_unaligned_le32(crc, &hdr->crc);
801
802         ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf, sctx->send_size,
803                                         &sctx->send_off);
804
805         sctx->send_size = 0;
806         sctx->put_data = false;
807
808         return ret;
809 }
810
811 /*
812  * Sends a move instruction to user space
813  */
814 static int send_rename(struct send_ctx *sctx,
815                      struct fs_path *from, struct fs_path *to)
816 {
817         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
818         int ret;
819
820         btrfs_debug(fs_info, "send_rename %s -> %s", from->start, to->start);
821
822         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_RENAME);
823         if (ret < 0)
824                 goto out;
825
826         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, from);
827         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_TO, to);
828
829         ret = send_cmd(sctx);
830
831 tlv_put_failure:
832 out:
833         return ret;
834 }
835
836 /*
837  * Sends a link instruction to user space
838  */
839 static int send_link(struct send_ctx *sctx,
840                      struct fs_path *path, struct fs_path *lnk)
841 {
842         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
843         int ret;
844
845         btrfs_debug(fs_info, "send_link %s -> %s", path->start, lnk->start);
846
847         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_LINK);
848         if (ret < 0)
849                 goto out;
850
851         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
852         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_LINK, lnk);
853
854         ret = send_cmd(sctx);
855
856 tlv_put_failure:
857 out:
858         return ret;
859 }
860
861 /*
862  * Sends an unlink instruction to user space
863  */
864 static int send_unlink(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path)
865 {
866         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
867         int ret;
868
869         btrfs_debug(fs_info, "send_unlink %s", path->start);
870
871         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UNLINK);
872         if (ret < 0)
873                 goto out;
874
875         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
876
877         ret = send_cmd(sctx);
878
879 tlv_put_failure:
880 out:
881         return ret;
882 }
883
884 /*
885  * Sends a rmdir instruction to user space
886  */
887 static int send_rmdir(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path)
888 {
889         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
890         int ret;
891
892         btrfs_debug(fs_info, "send_rmdir %s", path->start);
893
894         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_RMDIR);
895         if (ret < 0)
896                 goto out;
897
898         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
899
900         ret = send_cmd(sctx);
901
902 tlv_put_failure:
903 out:
904         return ret;
905 }
906
907 struct btrfs_inode_info {
908         u64 size;
909         u64 gen;
910         u64 mode;
911         u64 uid;
912         u64 gid;
913         u64 rdev;
914         u64 fileattr;
915         u64 nlink;
916 };
917
918 /*
919  * Helper function to retrieve some fields from an inode item.
920  */
921 static int get_inode_info(struct btrfs_root *root, u64 ino,
922                           struct btrfs_inode_info *info)
923 {
924         int ret;
925         struct btrfs_path *path;
926         struct btrfs_inode_item *ii;
927         struct btrfs_key key;
928
929         path = alloc_path_for_send();
930         if (!path)
931                 return -ENOMEM;
932
933         key.objectid = ino;
934         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
935         key.offset = 0;
936         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
937         if (ret) {
938                 if (ret > 0)
939                         ret = -ENOENT;
940                 goto out;
941         }
942
943         if (!info)
944                 goto out;
945
946         ii = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
947                         struct btrfs_inode_item);
948         info->size = btrfs_inode_size(path->nodes[0], ii);
949         info->gen = btrfs_inode_generation(path->nodes[0], ii);
950         info->mode = btrfs_inode_mode(path->nodes[0], ii);
951         info->uid = btrfs_inode_uid(path->nodes[0], ii);
952         info->gid = btrfs_inode_gid(path->nodes[0], ii);
953         info->rdev = btrfs_inode_rdev(path->nodes[0], ii);
954         info->nlink = btrfs_inode_nlink(path->nodes[0], ii);
955         /*
956          * Transfer the unchanged u64 value of btrfs_inode_item::flags, that's
957          * otherwise logically split to 32/32 parts.
958          */
959         info->fileattr = btrfs_inode_flags(path->nodes[0], ii);
960
961 out:
962         btrfs_free_path(path);
963         return ret;
964 }
965
966 static int get_inode_gen(struct btrfs_root *root, u64 ino, u64 *gen)
967 {
968         int ret;
969         struct btrfs_inode_info info = { 0 };
970
971         ASSERT(gen);
972
973         ret = get_inode_info(root, ino, &info);
974         *gen = info.gen;
975         return ret;
976 }
977
978 typedef int (*iterate_inode_ref_t)(int num, u64 dir, int index,
979                                    struct fs_path *p,
980                                    void *ctx);
981
982 /*
983  * Helper function to iterate the entries in ONE btrfs_inode_ref or
984  * btrfs_inode_extref.
985  * The iterate callback may return a non zero value to stop iteration. This can
986  * be a negative value for error codes or 1 to simply stop it.
987  *
988  * path must point to the INODE_REF or INODE_EXTREF when called.
989  */
990 static int iterate_inode_ref(struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path,
991                              struct btrfs_key *found_key, int resolve,
992                              iterate_inode_ref_t iterate, void *ctx)
993 {
994         struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
995         struct btrfs_inode_ref *iref;
996         struct btrfs_inode_extref *extref;
997         struct btrfs_path *tmp_path;
998         struct fs_path *p;
999         u32 cur = 0;
1000         u32 total;
1001         int slot = path->slots[0];
1002         u32 name_len;
1003         char *start;
1004         int ret = 0;
1005         int num = 0;
1006         int index;
1007         u64 dir;
1008         unsigned long name_off;
1009         unsigned long elem_size;
1010         unsigned long ptr;
1011
1012         p = fs_path_alloc_reversed();
1013         if (!p)
1014                 return -ENOMEM;
1015
1016         tmp_path = alloc_path_for_send();
1017         if (!tmp_path) {
1018                 fs_path_free(p);
1019                 return -ENOMEM;
1020         }
1021
1022
1023         if (found_key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
1024                 ptr = (unsigned long)btrfs_item_ptr(eb, slot,
1025                                                     struct btrfs_inode_ref);
1026                 total = btrfs_item_size(eb, slot);
1027                 elem_size = sizeof(*iref);
1028         } else {
1029                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(eb, slot);
1030                 total = btrfs_item_size(eb, slot);
1031                 elem_size = sizeof(*extref);
1032         }
1033
1034         while (cur < total) {
1035                 fs_path_reset(p);
1036
1037                 if (found_key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
1038                         iref = (struct btrfs_inode_ref *)(ptr + cur);
1039                         name_len = btrfs_inode_ref_name_len(eb, iref);
1040                         name_off = (unsigned long)(iref + 1);
1041                         index = btrfs_inode_ref_index(eb, iref);
1042                         dir = found_key->offset;
1043                 } else {
1044                         extref = (struct btrfs_inode_extref *)(ptr + cur);
1045                         name_len = btrfs_inode_extref_name_len(eb, extref);
1046                         name_off = (unsigned long)&extref->name;
1047                         index = btrfs_inode_extref_index(eb, extref);
1048                         dir = btrfs_inode_extref_parent(eb, extref);
1049                 }
1050
1051                 if (resolve) {
1052                         start = btrfs_ref_to_path(root, tmp_path, name_len,
1053                                                   name_off, eb, dir,
1054                                                   p->buf, p->buf_len);
1055                         if (IS_ERR(start)) {
1056                                 ret = PTR_ERR(start);
1057                                 goto out;
1058                         }
1059                         if (start < p->buf) {
1060                                 /* overflow , try again with larger buffer */
1061                                 ret = fs_path_ensure_buf(p,
1062                                                 p->buf_len + p->buf - start);
1063                                 if (ret < 0)
1064                                         goto out;
1065                                 start = btrfs_ref_to_path(root, tmp_path,
1066                                                           name_len, name_off,
1067                                                           eb, dir,
1068                                                           p->buf, p->buf_len);
1069                                 if (IS_ERR(start)) {
1070                                         ret = PTR_ERR(start);
1071                                         goto out;
1072                                 }
1073                                 BUG_ON(start < p->buf);
1074                         }
1075                         p->start = start;
1076                 } else {
1077                         ret = fs_path_add_from_extent_buffer(p, eb, name_off,
1078                                                              name_len);
1079                         if (ret < 0)
1080                                 goto out;
1081                 }
1082
1083                 cur += elem_size + name_len;
1084                 ret = iterate(num, dir, index, p, ctx);
1085                 if (ret)
1086                         goto out;
1087                 num++;
1088         }
1089
1090 out:
1091         btrfs_free_path(tmp_path);
1092         fs_path_free(p);
1093         return ret;
1094 }
1095
1096 typedef int (*iterate_dir_item_t)(int num, struct btrfs_key *di_key,
1097                                   const char *name, int name_len,
1098                                   const char *data, int data_len,
1099                                   void *ctx);
1100
1101 /*
1102  * Helper function to iterate the entries in ONE btrfs_dir_item.
1103  * The iterate callback may return a non zero value to stop iteration. This can
1104  * be a negative value for error codes or 1 to simply stop it.
1105  *
1106  * path must point to the dir item when called.
1107  */
1108 static int iterate_dir_item(struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path,
1109                             iterate_dir_item_t iterate, void *ctx)
1110 {
1111         int ret = 0;
1112         struct extent_buffer *eb;
1113         struct btrfs_dir_item *di;
1114         struct btrfs_key di_key;
1115         char *buf = NULL;
1116         int buf_len;
1117         u32 name_len;
1118         u32 data_len;
1119         u32 cur;
1120         u32 len;
1121         u32 total;
1122         int slot;
1123         int num;
1124
1125         /*
1126          * Start with a small buffer (1 page). If later we end up needing more
1127          * space, which can happen for xattrs on a fs with a leaf size greater
1128          * then the page size, attempt to increase the buffer. Typically xattr
1129          * values are small.
1130          */
1131         buf_len = PATH_MAX;
1132         buf = kmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
1133         if (!buf) {
1134                 ret = -ENOMEM;
1135                 goto out;
1136         }
1137
1138         eb = path->nodes[0];
1139         slot = path->slots[0];
1140         di = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dir_item);
1141         cur = 0;
1142         len = 0;
1143         total = btrfs_item_size(eb, slot);
1144
1145         num = 0;
1146         while (cur < total) {
1147                 name_len = btrfs_dir_name_len(eb, di);
1148                 data_len = btrfs_dir_data_len(eb, di);
1149                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(eb, di, &di_key);
1150
1151                 if (btrfs_dir_ftype(eb, di) == BTRFS_FT_XATTR) {
1152                         if (name_len > XATTR_NAME_MAX) {
1153                                 ret = -ENAMETOOLONG;
1154                                 goto out;
1155                         }
1156                         if (name_len + data_len >
1157                                         BTRFS_MAX_XATTR_SIZE(root->fs_info)) {
1158                                 ret = -E2BIG;
1159                                 goto out;
1160                         }
1161                 } else {
1162                         /*
1163                          * Path too long
1164                          */
1165                         if (name_len + data_len > PATH_MAX) {
1166                                 ret = -ENAMETOOLONG;
1167                                 goto out;
1168                         }
1169                 }
1170
1171                 if (name_len + data_len > buf_len) {
1172                         buf_len = name_len + data_len;
1173                         if (is_vmalloc_addr(buf)) {
1174                                 vfree(buf);
1175                                 buf = NULL;
1176                         } else {
1177                                 char *tmp = krealloc(buf, buf_len,
1178                                                 GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1179
1180                                 if (!tmp)
1181                                         kfree(buf);
1182                                 buf = tmp;
1183                         }
1184                         if (!buf) {
1185                                 buf = kvmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
1186                                 if (!buf) {
1187                                         ret = -ENOMEM;
1188                                         goto out;
1189                                 }
1190                         }
1191                 }
1192
1193                 read_extent_buffer(eb, buf, (unsigned long)(di + 1),
1194                                 name_len + data_len);
1195
1196                 len = sizeof(*di) + name_len + data_len;
1197                 di = (struct btrfs_dir_item *)((char *)di + len);
1198                 cur += len;
1199
1200                 ret = iterate(num, &di_key, buf, name_len, buf + name_len,
1201                               data_len, ctx);
1202                 if (ret < 0)
1203                         goto out;
1204                 if (ret) {
1205                         ret = 0;
1206                         goto out;
1207                 }
1208
1209                 num++;
1210         }
1211
1212 out:
1213         kvfree(buf);
1214         return ret;
1215 }
1216
1217 static int __copy_first_ref(int num, u64 dir, int index,
1218                             struct fs_path *p, void *ctx)
1219 {
1220         int ret;
1221         struct fs_path *pt = ctx;
1222
1223         ret = fs_path_copy(pt, p);
1224         if (ret < 0)
1225                 return ret;
1226
1227         /* we want the first only */
1228         return 1;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Retrieve the first path of an inode. If an inode has more then one
1233  * ref/hardlink, this is ignored.
1234  */
1235 static int get_inode_path(struct btrfs_root *root,
1236                           u64 ino, struct fs_path *path)
1237 {
1238         int ret;
1239         struct btrfs_key key, found_key;
1240         struct btrfs_path *p;
1241
1242         p = alloc_path_for_send();
1243         if (!p)
1244                 return -ENOMEM;
1245
1246         fs_path_reset(path);
1247
1248         key.objectid = ino;
1249         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
1250         key.offset = 0;
1251
1252         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, p, 1, 0);
1253         if (ret < 0)
1254                 goto out;
1255         if (ret) {
1256                 ret = 1;
1257                 goto out;
1258         }
1259         btrfs_item_key_to_cpu(p->nodes[0], &found_key, p->slots[0]);
1260         if (found_key.objectid != ino ||
1261             (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
1262              found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)) {
1263                 ret = -ENOENT;
1264                 goto out;
1265         }
1266
1267         ret = iterate_inode_ref(root, p, &found_key, 1,
1268                                 __copy_first_ref, path);
1269         if (ret < 0)
1270                 goto out;
1271         ret = 0;
1272
1273 out:
1274         btrfs_free_path(p);
1275         return ret;
1276 }
1277
1278 struct backref_ctx {
1279         struct send_ctx *sctx;
1280
1281         /* number of total found references */
1282         u64 found;
1283
1284         /*
1285          * used for clones found in send_root. clones found behind cur_objectid
1286          * and cur_offset are not considered as allowed clones.
1287          */
1288         u64 cur_objectid;
1289         u64 cur_offset;
1290
1291         /* may be truncated in case it's the last extent in a file */
1292         u64 extent_len;
1293
1294         /* The bytenr the file extent item we are processing refers to. */
1295         u64 bytenr;
1296         /* The owner (root id) of the data backref for the current extent. */
1297         u64 backref_owner;
1298         /* The offset of the data backref for the current extent. */
1299         u64 backref_offset;
1300 };
1301
1302 static int __clone_root_cmp_bsearch(const void *key, const void *elt)
1303 {
1304         u64 root = (u64)(uintptr_t)key;
1305         const struct clone_root *cr = elt;
1306
1307         if (root < cr->root->root_key.objectid)
1308                 return -1;
1309         if (root > cr->root->root_key.objectid)
1310                 return 1;
1311         return 0;
1312 }
1313
1314 static int __clone_root_cmp_sort(const void *e1, const void *e2)
1315 {
1316         const struct clone_root *cr1 = e1;
1317         const struct clone_root *cr2 = e2;
1318
1319         if (cr1->root->root_key.objectid < cr2->root->root_key.objectid)
1320                 return -1;
1321         if (cr1->root->root_key.objectid > cr2->root->root_key.objectid)
1322                 return 1;
1323         return 0;
1324 }
1325
1326 /*
1327  * Called for every backref that is found for the current extent.
1328  * Results are collected in sctx->clone_roots->ino/offset.
1329  */
1330 static int iterate_backrefs(u64 ino, u64 offset, u64 num_bytes, u64 root_id,
1331                             void *ctx_)
1332 {
1333         struct backref_ctx *bctx = ctx_;
1334         struct clone_root *clone_root;
1335
1336         /* First check if the root is in the list of accepted clone sources */
1337         clone_root = bsearch((void *)(uintptr_t)root_id, bctx->sctx->clone_roots,
1338                              bctx->sctx->clone_roots_cnt,
1339                              sizeof(struct clone_root),
1340                              __clone_root_cmp_bsearch);
1341         if (!clone_root)
1342                 return 0;
1343
1344         /* This is our own reference, bail out as we can't clone from it. */
1345         if (clone_root->root == bctx->sctx->send_root &&
1346             ino == bctx->cur_objectid &&
1347             offset == bctx->cur_offset)
1348                 return 0;
1349
1350         /*
1351          * Make sure we don't consider clones from send_root that are
1352          * behind the current inode/offset.
1353          */
1354         if (clone_root->root == bctx->sctx->send_root) {
1355                 /*
1356                  * If the source inode was not yet processed we can't issue a
1357                  * clone operation, as the source extent does not exist yet at
1358                  * the destination of the stream.
1359                  */
1360                 if (ino > bctx->cur_objectid)
1361                         return 0;
1362                 /*
1363                  * We clone from the inode currently being sent as long as the
1364                  * source extent is already processed, otherwise we could try
1365                  * to clone from an extent that does not exist yet at the
1366                  * destination of the stream.
1367                  */
1368                 if (ino == bctx->cur_objectid &&
1369                     offset + bctx->extent_len >
1370                     bctx->sctx->cur_inode_next_write_offset)
1371                         return 0;
1372         }
1373
1374         bctx->found++;
1375         clone_root->found_ref = true;
1376
1377         /*
1378          * If the given backref refers to a file extent item with a larger
1379          * number of bytes than what we found before, use the new one so that
1380          * we clone more optimally and end up doing less writes and getting
1381          * less exclusive, non-shared extents at the destination.
1382          */
1383         if (num_bytes > clone_root->num_bytes) {
1384                 clone_root->ino = ino;
1385                 clone_root->offset = offset;
1386                 clone_root->num_bytes = num_bytes;
1387
1388                 /*
1389                  * Found a perfect candidate, so there's no need to continue
1390                  * backref walking.
1391                  */
1392                 if (num_bytes >= bctx->extent_len)
1393                         return BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP;
1394         }
1395
1396         return 0;
1397 }
1398
1399 static bool lookup_backref_cache(u64 leaf_bytenr, void *ctx,
1400                                  const u64 **root_ids_ret, int *root_count_ret)
1401 {
1402         struct backref_ctx *bctx = ctx;
1403         struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1404         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1405         const u64 key = leaf_bytenr >> fs_info->sectorsize_bits;
1406         struct btrfs_lru_cache_entry *raw_entry;
1407         struct backref_cache_entry *entry;
1408
1409         if (btrfs_lru_cache_size(&sctx->backref_cache) == 0)
1410                 return false;
1411
1412         /*
1413          * If relocation happened since we first filled the cache, then we must
1414          * empty the cache and can not use it, because even though we operate on
1415          * read-only roots, their leaves and nodes may have been reallocated and
1416          * now be used for different nodes/leaves of the same tree or some other
1417          * tree.
1418          *
1419          * We are called from iterate_extent_inodes() while either holding a
1420          * transaction handle or holding fs_info->commit_root_sem, so no need
1421          * to take any lock here.
1422          */
1423         if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->backref_cache_last_reloc_trans) {
1424                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->backref_cache);
1425                 return false;
1426         }
1427
1428         raw_entry = btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->backref_cache, key, 0);
1429         if (!raw_entry)
1430                 return false;
1431
1432         entry = container_of(raw_entry, struct backref_cache_entry, entry);
1433         *root_ids_ret = entry->root_ids;
1434         *root_count_ret = entry->num_roots;
1435
1436         return true;
1437 }
1438
1439 static void store_backref_cache(u64 leaf_bytenr, const struct ulist *root_ids,
1440                                 void *ctx)
1441 {
1442         struct backref_ctx *bctx = ctx;
1443         struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1444         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1445         struct backref_cache_entry *new_entry;
1446         struct ulist_iterator uiter;
1447         struct ulist_node *node;
1448         int ret;
1449
1450         /*
1451          * We're called while holding a transaction handle or while holding
1452          * fs_info->commit_root_sem (at iterate_extent_inodes()), so must do a
1453          * NOFS allocation.
1454          */
1455         new_entry = kmalloc(sizeof(struct backref_cache_entry), GFP_NOFS);
1456         /* No worries, cache is optional. */
1457         if (!new_entry)
1458                 return;
1459
1460         new_entry->entry.key = leaf_bytenr >> fs_info->sectorsize_bits;
1461         new_entry->entry.gen = 0;
1462         new_entry->num_roots = 0;
1463         ULIST_ITER_INIT(&uiter);
1464         while ((node = ulist_next(root_ids, &uiter)) != NULL) {
1465                 const u64 root_id = node->val;
1466                 struct clone_root *root;
1467
1468                 root = bsearch((void *)(uintptr_t)root_id, sctx->clone_roots,
1469                                sctx->clone_roots_cnt, sizeof(struct clone_root),
1470                                __clone_root_cmp_bsearch);
1471                 if (!root)
1472                         continue;
1473
1474                 /* Too many roots, just exit, no worries as caching is optional. */
1475                 if (new_entry->num_roots >= SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS) {
1476                         kfree(new_entry);
1477                         return;
1478                 }
1479
1480                 new_entry->root_ids[new_entry->num_roots] = root_id;
1481                 new_entry->num_roots++;
1482         }
1483
1484         /*
1485          * We may have not added any roots to the new cache entry, which means
1486          * none of the roots is part of the list of roots from which we are
1487          * allowed to clone. Cache the new entry as it's still useful to avoid
1488          * backref walking to determine which roots have a path to the leaf.
1489          *
1490          * Also use GFP_NOFS because we're called while holding a transaction
1491          * handle or while holding fs_info->commit_root_sem.
1492          */
1493         ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->backref_cache, &new_entry->entry,
1494                                     GFP_NOFS);
1495         ASSERT(ret == 0 || ret == -ENOMEM);
1496         if (ret) {
1497                 /* Caching is optional, no worries. */
1498                 kfree(new_entry);
1499                 return;
1500         }
1501
1502         /*
1503          * We are called from iterate_extent_inodes() while either holding a
1504          * transaction handle or holding fs_info->commit_root_sem, so no need
1505          * to take any lock here.
1506          */
1507         if (btrfs_lru_cache_size(&sctx->backref_cache) == 1)
1508                 sctx->backref_cache_last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
1509 }
1510
1511 static int check_extent_item(u64 bytenr, const struct btrfs_extent_item *ei,
1512                              const struct extent_buffer *leaf, void *ctx)
1513 {
1514         const u64 refs = btrfs_extent_refs(leaf, ei);
1515         const struct backref_ctx *bctx = ctx;
1516         const struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1517
1518         if (bytenr == bctx->bytenr) {
1519                 const u64 flags = btrfs_extent_flags(leaf, ei);
1520
1521                 if (WARN_ON(flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK))
1522                         return -EUCLEAN;
1523
1524                 /*
1525                  * If we have only one reference and only the send root as a
1526                  * clone source - meaning no clone roots were given in the
1527                  * struct btrfs_ioctl_send_args passed to the send ioctl - then
1528                  * it's our reference and there's no point in doing backref
1529                  * walking which is expensive, so exit early.
1530                  */
1531                 if (refs == 1 && sctx->clone_roots_cnt == 1)
1532                         return -ENOENT;
1533         }
1534
1535         /*
1536          * Backreference walking (iterate_extent_inodes() below) is currently
1537          * too expensive when an extent has a large number of references, both
1538          * in time spent and used memory. So for now just fallback to write
1539          * operations instead of clone operations when an extent has more than
1540          * a certain amount of references.
1541          */
1542         if (refs > SEND_MAX_EXTENT_REFS)
1543                 return -ENOENT;
1544
1545         return 0;
1546 }
1547
1548 static bool skip_self_data_ref(u64 root, u64 ino, u64 offset, void *ctx)
1549 {
1550         const struct backref_ctx *bctx = ctx;
1551
1552         if (ino == bctx->cur_objectid &&
1553             root == bctx->backref_owner &&
1554             offset == bctx->backref_offset)
1555                 return true;
1556
1557         return false;
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Given an inode, offset and extent item, it finds a good clone for a clone
1562  * instruction. Returns -ENOENT when none could be found. The function makes
1563  * sure that the returned clone is usable at the point where sending is at the
1564  * moment. This means, that no clones are accepted which lie behind the current
1565  * inode+offset.
1566  *
1567  * path must point to the extent item when called.
1568  */
1569 static int find_extent_clone(struct send_ctx *sctx,
1570                              struct btrfs_path *path,
1571                              u64 ino, u64 data_offset,
1572                              u64 ino_size,
1573                              struct clone_root **found)
1574 {
1575         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1576         int ret;
1577         int extent_type;
1578         u64 logical;
1579         u64 disk_byte;
1580         u64 num_bytes;
1581         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1582         struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
1583         struct backref_ctx backref_ctx = { 0 };
1584         struct btrfs_backref_walk_ctx backref_walk_ctx = { 0 };
1585         struct clone_root *cur_clone_root;
1586         int compressed;
1587         u32 i;
1588
1589         /*
1590          * With fallocate we can get prealloc extents beyond the inode's i_size,
1591          * so we don't do anything here because clone operations can not clone
1592          * to a range beyond i_size without increasing the i_size of the
1593          * destination inode.
1594          */
1595         if (data_offset >= ino_size)
1596                 return 0;
1597
1598         fi = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1599         extent_type = btrfs_file_extent_type(eb, fi);
1600         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1601                 return -ENOENT;
1602
1603         disk_byte = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, fi);
1604         if (disk_byte == 0)
1605                 return -ENOENT;
1606
1607         compressed = btrfs_file_extent_compression(eb, fi);
1608         num_bytes = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, fi);
1609         logical = disk_byte + btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1610
1611         /*
1612          * Setup the clone roots.
1613          */
1614         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
1615                 cur_clone_root = sctx->clone_roots + i;
1616                 cur_clone_root->ino = (u64)-1;
1617                 cur_clone_root->offset = 0;
1618                 cur_clone_root->num_bytes = 0;
1619                 cur_clone_root->found_ref = false;
1620         }
1621
1622         backref_ctx.sctx = sctx;
1623         backref_ctx.cur_objectid = ino;
1624         backref_ctx.cur_offset = data_offset;
1625         backref_ctx.bytenr = disk_byte;
1626         /*
1627          * Use the header owner and not the send root's id, because in case of a
1628          * snapshot we can have shared subtrees.
1629          */
1630         backref_ctx.backref_owner = btrfs_header_owner(eb);
1631         backref_ctx.backref_offset = data_offset - btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1632
1633         /*
1634          * The last extent of a file may be too large due to page alignment.
1635          * We need to adjust extent_len in this case so that the checks in
1636          * iterate_backrefs() work.
1637          */
1638         if (data_offset + num_bytes >= ino_size)
1639                 backref_ctx.extent_len = ino_size - data_offset;
1640         else
1641                 backref_ctx.extent_len = num_bytes;
1642
1643         /*
1644          * Now collect all backrefs.
1645          */
1646         backref_walk_ctx.bytenr = disk_byte;
1647         if (compressed == BTRFS_COMPRESS_NONE)
1648                 backref_walk_ctx.extent_item_pos = btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1649         backref_walk_ctx.fs_info = fs_info;
1650         backref_walk_ctx.cache_lookup = lookup_backref_cache;
1651         backref_walk_ctx.cache_store = store_backref_cache;
1652         backref_walk_ctx.indirect_ref_iterator = iterate_backrefs;
1653         backref_walk_ctx.check_extent_item = check_extent_item;
1654         backref_walk_ctx.user_ctx = &backref_ctx;
1655
1656         /*
1657          * If have a single clone root, then it's the send root and we can tell
1658          * the backref walking code to skip our own backref and not resolve it,
1659          * since we can not use it for cloning - the source and destination
1660          * ranges can't overlap and in case the leaf is shared through a subtree
1661          * due to snapshots, we can't use those other roots since they are not
1662          * in the list of clone roots.
1663          */
1664         if (sctx->clone_roots_cnt == 1)
1665                 backref_walk_ctx.skip_data_ref = skip_self_data_ref;
1666
1667         ret = iterate_extent_inodes(&backref_walk_ctx, true, iterate_backrefs,
1668                                     &backref_ctx);
1669         if (ret < 0)
1670                 return ret;
1671
1672         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
1673         if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
1674                 /*
1675                  * A transaction commit for a transaction in which block group
1676                  * relocation was done just happened.
1677                  * The disk_bytenr of the file extent item we processed is
1678                  * possibly stale, referring to the extent's location before
1679                  * relocation. So act as if we haven't found any clone sources
1680                  * and fallback to write commands, which will read the correct
1681                  * data from the new extent location. Otherwise we will fail
1682                  * below because we haven't found our own back reference or we
1683                  * could be getting incorrect sources in case the old extent
1684                  * was already reallocated after the relocation.
1685                  */
1686                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
1687                 return -ENOENT;
1688         }
1689         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
1690
1691         btrfs_debug(fs_info,
1692                     "find_extent_clone: data_offset=%llu, ino=%llu, num_bytes=%llu, logical=%llu",
1693                     data_offset, ino, num_bytes, logical);
1694
1695         if (!backref_ctx.found) {
1696                 btrfs_debug(fs_info, "no clones found");
1697                 return -ENOENT;
1698         }
1699
1700         cur_clone_root = NULL;
1701         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
1702                 struct clone_root *clone_root = &sctx->clone_roots[i];
1703
1704                 if (!clone_root->found_ref)
1705                         continue;
1706
1707                 /*
1708                  * Choose the root from which we can clone more bytes, to
1709                  * minimize write operations and therefore have more extent
1710                  * sharing at the destination (the same as in the source).
1711                  */
1712                 if (!cur_clone_root ||
1713                     clone_root->num_bytes > cur_clone_root->num_bytes) {
1714                         cur_clone_root = clone_root;
1715
1716                         /*
1717                          * We found an optimal clone candidate (any inode from
1718                          * any root is fine), so we're done.
1719                          */
1720                         if (clone_root->num_bytes >= backref_ctx.extent_len)
1721                                 break;
1722                 }
1723         }
1724
1725         if (cur_clone_root) {
1726                 *found = cur_clone_root;
1727                 ret = 0;
1728         } else {
1729                 ret = -ENOENT;
1730         }
1731
1732         return ret;
1733 }
1734
1735 static int read_symlink(struct btrfs_root *root,
1736                         u64 ino,
1737                         struct fs_path *dest)
1738 {
1739         int ret;
1740         struct btrfs_path *path;
1741         struct btrfs_key key;
1742         struct btrfs_file_extent_item *ei;
1743         u8 type;
1744         u8 compression;
1745         unsigned long off;
1746         int len;
1747
1748         path = alloc_path_for_send();
1749         if (!path)
1750                 return -ENOMEM;
1751
1752         key.objectid = ino;
1753         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
1754         key.offset = 0;
1755         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
1756         if (ret < 0)
1757                 goto out;
1758         if (ret) {
1759                 /*
1760                  * An empty symlink inode. Can happen in rare error paths when
1761                  * creating a symlink (transaction committed before the inode
1762                  * eviction handler removed the symlink inode items and a crash
1763                  * happened in between or the subvol was snapshoted in between).
1764                  * Print an informative message to dmesg/syslog so that the user
1765                  * can delete the symlink.
1766                  */
1767                 btrfs_err(root->fs_info,
1768                           "Found empty symlink inode %llu at root %llu",
1769                           ino, root->root_key.objectid);
1770                 ret = -EIO;
1771                 goto out;
1772         }
1773
1774         ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
1775                         struct btrfs_file_extent_item);
1776         type = btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei);
1777         if (unlikely(type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)) {
1778                 ret = -EUCLEAN;
1779                 btrfs_crit(root->fs_info,
1780 "send: found symlink extent that is not inline, ino %llu root %llu extent type %d",
1781                            ino, btrfs_root_id(root), type);
1782                 goto out;
1783         }
1784         compression = btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], ei);
1785         if (unlikely(compression != BTRFS_COMPRESS_NONE)) {
1786                 ret = -EUCLEAN;
1787                 btrfs_crit(root->fs_info,
1788 "send: found symlink extent with compression, ino %llu root %llu compression type %d",
1789                            ino, btrfs_root_id(root), compression);
1790                 goto out;
1791         }
1792
1793         off = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
1794         len = btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], ei);
1795
1796         ret = fs_path_add_from_extent_buffer(dest, path->nodes[0], off, len);
1797
1798 out:
1799         btrfs_free_path(path);
1800         return ret;
1801 }
1802
1803 /*
1804  * Helper function to generate a file name that is unique in the root of
1805  * send_root and parent_root. This is used to generate names for orphan inodes.
1806  */
1807 static int gen_unique_name(struct send_ctx *sctx,
1808                            u64 ino, u64 gen,
1809                            struct fs_path *dest)
1810 {
1811         int ret = 0;
1812         struct btrfs_path *path;
1813         struct btrfs_dir_item *di;
1814         char tmp[64];
1815         int len;
1816         u64 idx = 0;
1817
1818         path = alloc_path_for_send();
1819         if (!path)
1820                 return -ENOMEM;
1821
1822         while (1) {
1823                 struct fscrypt_str tmp_name;
1824
1825                 len = snprintf(tmp, sizeof(tmp), "o%llu-%llu-%llu",
1826                                 ino, gen, idx);
1827                 ASSERT(len < sizeof(tmp));
1828                 tmp_name.name = tmp;
1829                 tmp_name.len = strlen(tmp);
1830
1831                 di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, sctx->send_root,
1832                                 path, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
1833                                 &tmp_name, 0);
1834                 btrfs_release_path(path);
1835                 if (IS_ERR(di)) {
1836                         ret = PTR_ERR(di);
1837                         goto out;
1838                 }
1839                 if (di) {
1840                         /* not unique, try again */
1841                         idx++;
1842                         continue;
1843                 }
1844
1845                 if (!sctx->parent_root) {
1846                         /* unique */
1847                         ret = 0;
1848                         break;
1849                 }
1850
1851                 di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, sctx->parent_root,
1852                                 path, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
1853                                 &tmp_name, 0);
1854                 btrfs_release_path(path);
1855                 if (IS_ERR(di)) {
1856                         ret = PTR_ERR(di);
1857                         goto out;
1858                 }
1859                 if (di) {
1860                         /* not unique, try again */
1861                         idx++;
1862                         continue;
1863                 }
1864                 /* unique */
1865                 break;
1866         }
1867
1868         ret = fs_path_add(dest, tmp, strlen(tmp));
1869
1870 out:
1871         btrfs_free_path(path);
1872         return ret;
1873 }
1874
1875 enum inode_state {
1876         inode_state_no_change,
1877         inode_state_will_create,
1878         inode_state_did_create,
1879         inode_state_will_delete,
1880         inode_state_did_delete,
1881 };
1882
1883 static int get_cur_inode_state(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
1884                                u64 *send_gen, u64 *parent_gen)
1885 {
1886         int ret;
1887         int left_ret;
1888         int right_ret;
1889         u64 left_gen;
1890         u64 right_gen = 0;
1891         struct btrfs_inode_info info;
1892
1893         ret = get_inode_info(sctx->send_root, ino, &info);
1894         if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
1895                 goto out;
1896         left_ret = (info.nlink == 0) ? -ENOENT : ret;
1897         left_gen = info.gen;
1898         if (send_gen)
1899                 *send_gen = ((left_ret == -ENOENT) ? 0 : info.gen);
1900
1901         if (!sctx->parent_root) {
1902                 right_ret = -ENOENT;
1903         } else {
1904                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, ino, &info);
1905                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
1906                         goto out;
1907                 right_ret = (info.nlink == 0) ? -ENOENT : ret;
1908                 right_gen = info.gen;
1909                 if (parent_gen)
1910                         *parent_gen = ((right_ret == -ENOENT) ? 0 : info.gen);
1911         }
1912
1913         if (!left_ret && !right_ret) {
1914                 if (left_gen == gen && right_gen == gen) {
1915                         ret = inode_state_no_change;
1916                 } else if (left_gen == gen) {
1917                         if (ino < sctx->send_progress)
1918                                 ret = inode_state_did_create;
1919                         else
1920                                 ret = inode_state_will_create;
1921                 } else if (right_gen == gen) {
1922                         if (ino < sctx->send_progress)
1923                                 ret = inode_state_did_delete;
1924                         else
1925                                 ret = inode_state_will_delete;
1926                 } else  {
1927                         ret = -ENOENT;
1928                 }
1929         } else if (!left_ret) {
1930                 if (left_gen == gen) {
1931                         if (ino < sctx->send_progress)
1932                                 ret = inode_state_did_create;
1933                         else
1934                                 ret = inode_state_will_create;
1935                 } else {
1936                         ret = -ENOENT;
1937                 }
1938         } else if (!right_ret) {
1939                 if (right_gen == gen) {
1940                         if (ino < sctx->send_progress)
1941                                 ret = inode_state_did_delete;
1942                         else
1943                                 ret = inode_state_will_delete;
1944                 } else {
1945                         ret = -ENOENT;
1946                 }
1947         } else {
1948                 ret = -ENOENT;
1949         }
1950
1951 out:
1952         return ret;
1953 }
1954
1955 static int is_inode_existent(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
1956                              u64 *send_gen, u64 *parent_gen)
1957 {
1958         int ret;
1959
1960         if (ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
1961                 return 1;
1962
1963         ret = get_cur_inode_state(sctx, ino, gen, send_gen, parent_gen);
1964         if (ret < 0)
1965                 goto out;
1966
1967         if (ret == inode_state_no_change ||
1968             ret == inode_state_did_create ||
1969             ret == inode_state_will_delete)
1970                 ret = 1;
1971         else
1972                 ret = 0;
1973
1974 out:
1975         return ret;
1976 }
1977
1978 /*
1979  * Helper function to lookup a dir item in a dir.
1980  */
1981 static int lookup_dir_item_inode(struct btrfs_root *root,
1982                                  u64 dir, const char *name, int name_len,
1983                                  u64 *found_inode)
1984 {
1985         int ret = 0;
1986         struct btrfs_dir_item *di;
1987         struct btrfs_key key;
1988         struct btrfs_path *path;
1989         struct fscrypt_str name_str = FSTR_INIT((char *)name, name_len);
1990
1991         path = alloc_path_for_send();
1992         if (!path)
1993                 return -ENOMEM;
1994
1995         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, dir, &name_str, 0);
1996         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
1997                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
1998                 goto out;
1999         }
2000         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
2001         if (key.type == BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
2002                 ret = -ENOENT;
2003                 goto out;
2004         }
2005         *found_inode = key.objectid;
2006
2007 out:
2008         btrfs_free_path(path);
2009         return ret;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Looks up the first btrfs_inode_ref of a given ino. It returns the parent dir,
2014  * generation of the parent dir and the name of the dir entry.
2015  */
2016 static int get_first_ref(struct btrfs_root *root, u64 ino,
2017                          u64 *dir, u64 *dir_gen, struct fs_path *name)
2018 {
2019         int ret;
2020         struct btrfs_key key;
2021         struct btrfs_key found_key;
2022         struct btrfs_path *path;
2023         int len;
2024         u64 parent_dir;
2025
2026         path = alloc_path_for_send();
2027         if (!path)
2028                 return -ENOMEM;
2029
2030         key.objectid = ino;
2031         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
2032         key.offset = 0;
2033
2034         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, path, 1, 0);
2035         if (ret < 0)
2036                 goto out;
2037         if (!ret)
2038                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key,
2039                                 path->slots[0]);
2040         if (ret || found_key.objectid != ino ||
2041             (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
2042              found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)) {
2043                 ret = -ENOENT;
2044                 goto out;
2045         }
2046
2047         if (found_key.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
2048                 struct btrfs_inode_ref *iref;
2049                 iref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
2050                                       struct btrfs_inode_ref);
2051                 len = btrfs_inode_ref_name_len(path->nodes[0], iref);
2052                 ret = fs_path_add_from_extent_buffer(name, path->nodes[0],
2053                                                      (unsigned long)(iref + 1),
2054                                                      len);
2055                 parent_dir = found_key.offset;
2056         } else {
2057                 struct btrfs_inode_extref *extref;
2058                 extref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
2059                                         struct btrfs_inode_extref);
2060                 len = btrfs_inode_extref_name_len(path->nodes[0], extref);
2061                 ret = fs_path_add_from_extent_buffer(name, path->nodes[0],
2062                                         (unsigned long)&extref->name, len);
2063                 parent_dir = btrfs_inode_extref_parent(path->nodes[0], extref);
2064         }
2065         if (ret < 0)
2066                 goto out;
2067         btrfs_release_path(path);
2068
2069         if (dir_gen) {
2070                 ret = get_inode_gen(root, parent_dir, dir_gen);
2071                 if (ret < 0)
2072                         goto out;
2073         }
2074
2075         *dir = parent_dir;
2076
2077 out:
2078         btrfs_free_path(path);
2079         return ret;
2080 }
2081
2082 static int is_first_ref(struct btrfs_root *root,
2083                         u64 ino, u64 dir,
2084                         const char *name, int name_len)
2085 {
2086         int ret;
2087         struct fs_path *tmp_name;
2088         u64 tmp_dir;
2089
2090         tmp_name = fs_path_alloc();
2091         if (!tmp_name)
2092                 return -ENOMEM;
2093
2094         ret = get_first_ref(root, ino, &tmp_dir, NULL, tmp_name);
2095         if (ret < 0)
2096                 goto out;
2097
2098         if (dir != tmp_dir || name_len != fs_path_len(tmp_name)) {
2099                 ret = 0;
2100                 goto out;
2101         }
2102
2103         ret = !memcmp(tmp_name->start, name, name_len);
2104
2105 out:
2106         fs_path_free(tmp_name);
2107         return ret;
2108 }
2109
2110 /*
2111  * Used by process_recorded_refs to determine if a new ref would overwrite an
2112  * already existing ref. In case it detects an overwrite, it returns the
2113  * inode/gen in who_ino/who_gen.
2114  * When an overwrite is detected, process_recorded_refs does proper orphanizing
2115  * to make sure later references to the overwritten inode are possible.
2116  * Orphanizing is however only required for the first ref of an inode.
2117  * process_recorded_refs does an additional is_first_ref check to see if
2118  * orphanizing is really required.
2119  */
2120 static int will_overwrite_ref(struct send_ctx *sctx, u64 dir, u64 dir_gen,
2121                               const char *name, int name_len,
2122                               u64 *who_ino, u64 *who_gen, u64 *who_mode)
2123 {
2124         int ret;
2125         u64 parent_root_dir_gen;
2126         u64 other_inode = 0;
2127         struct btrfs_inode_info info;
2128
2129         if (!sctx->parent_root)
2130                 return 0;
2131
2132         ret = is_inode_existent(sctx, dir, dir_gen, NULL, &parent_root_dir_gen);
2133         if (ret <= 0)
2134                 return 0;
2135
2136         /*
2137          * If we have a parent root we need to verify that the parent dir was
2138          * not deleted and then re-created, if it was then we have no overwrite
2139          * and we can just unlink this entry.
2140          *
2141          * @parent_root_dir_gen was set to 0 if the inode does not exist in the
2142          * parent root.
2143          */
2144         if (sctx->parent_root && dir != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID &&
2145             parent_root_dir_gen != dir_gen)
2146                 return 0;
2147
2148         ret = lookup_dir_item_inode(sctx->parent_root, dir, name, name_len,
2149                                     &other_inode);
2150         if (ret == -ENOENT)
2151                 return 0;
2152         else if (ret < 0)
2153                 return ret;
2154
2155         /*
2156          * Check if the overwritten ref was already processed. If yes, the ref
2157          * was already unlinked/moved, so we can safely assume that we will not
2158          * overwrite anything at this point in time.
2159          */
2160         if (other_inode > sctx->send_progress ||
2161             is_waiting_for_move(sctx, other_inode)) {
2162                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, other_inode, &info);
2163                 if (ret < 0)
2164                         return ret;
2165
2166                 *who_ino = other_inode;
2167                 *who_gen = info.gen;
2168                 *who_mode = info.mode;
2169                 return 1;
2170         }
2171
2172         return 0;
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Checks if the ref was overwritten by an already processed inode. This is
2177  * used by __get_cur_name_and_parent to find out if the ref was orphanized and
2178  * thus the orphan name needs be used.
2179  * process_recorded_refs also uses it to avoid unlinking of refs that were
2180  * overwritten.
2181  */
2182 static int did_overwrite_ref(struct send_ctx *sctx,
2183                             u64 dir, u64 dir_gen,
2184                             u64 ino, u64 ino_gen,
2185                             const char *name, int name_len)
2186 {
2187         int ret;
2188         u64 ow_inode;
2189         u64 ow_gen = 0;
2190         u64 send_root_dir_gen;
2191
2192         if (!sctx->parent_root)
2193                 return 0;
2194
2195         ret = is_inode_existent(sctx, dir, dir_gen, &send_root_dir_gen, NULL);
2196         if (ret <= 0)
2197                 return ret;
2198
2199         /*
2200          * @send_root_dir_gen was set to 0 if the inode does not exist in the
2201          * send root.
2202          */
2203         if (dir != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && send_root_dir_gen != dir_gen)
2204                 return 0;
2205
2206         /* check if the ref was overwritten by another ref */
2207         ret = lookup_dir_item_inode(sctx->send_root, dir, name, name_len,
2208                                     &ow_inode);
2209         if (ret == -ENOENT) {
2210                 /* was never and will never be overwritten */
2211                 return 0;
2212         } else if (ret < 0) {
2213                 return ret;
2214         }
2215
2216         if (ow_inode == ino) {
2217                 ret = get_inode_gen(sctx->send_root, ow_inode, &ow_gen);
2218                 if (ret < 0)
2219                         return ret;
2220
2221                 /* It's the same inode, so no overwrite happened. */
2222                 if (ow_gen == ino_gen)
2223                         return 0;
2224         }
2225
2226         /*
2227          * We know that it is or will be overwritten. Check this now.
2228          * The current inode being processed might have been the one that caused
2229          * inode 'ino' to be orphanized, therefore check if ow_inode matches
2230          * the current inode being processed.
2231          */
2232         if (ow_inode < sctx->send_progress)
2233                 return 1;
2234
2235         if (ino != sctx->cur_ino && ow_inode == sctx->cur_ino) {
2236                 if (ow_gen == 0) {
2237                         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, ow_inode, &ow_gen);
2238                         if (ret < 0)
2239                                 return ret;
2240                 }
2241                 if (ow_gen == sctx->cur_inode_gen)
2242                         return 1;
2243         }
2244
2245         return 0;
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Same as did_overwrite_ref, but also checks if it is the first ref of an inode
2250  * that got overwritten. This is used by process_recorded_refs to determine
2251  * if it has to use the path as returned by get_cur_path or the orphan name.
2252  */
2253 static int did_overwrite_first_ref(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen)
2254 {
2255         int ret = 0;
2256         struct fs_path *name = NULL;
2257         u64 dir;
2258         u64 dir_gen;
2259
2260         if (!sctx->parent_root)
2261                 goto out;
2262
2263         name = fs_path_alloc();
2264         if (!name)
2265                 return -ENOMEM;
2266
2267         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino, &dir, &dir_gen, name);
2268         if (ret < 0)
2269                 goto out;
2270
2271         ret = did_overwrite_ref(sctx, dir, dir_gen, ino, gen,
2272                         name->start, fs_path_len(name));
2273
2274 out:
2275         fs_path_free(name);
2276         return ret;
2277 }
2278
2279 static inline struct name_cache_entry *name_cache_search(struct send_ctx *sctx,
2280                                                          u64 ino, u64 gen)
2281 {
2282         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
2283
2284         entry = btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->name_cache, ino, gen);
2285         if (!entry)
2286                 return NULL;
2287
2288         return container_of(entry, struct name_cache_entry, entry);
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Used by get_cur_path for each ref up to the root.
2293  * Returns 0 if it succeeded.
2294  * Returns 1 if the inode is not existent or got overwritten. In that case, the
2295  * name is an orphan name. This instructs get_cur_path to stop iterating. If 1
2296  * is returned, parent_ino/parent_gen are not guaranteed to be valid.
2297  * Returns <0 in case of error.
2298  */
2299 static int __get_cur_name_and_parent(struct send_ctx *sctx,
2300                                      u64 ino, u64 gen,
2301                                      u64 *parent_ino,
2302                                      u64 *parent_gen,
2303                                      struct fs_path *dest)
2304 {
2305         int ret;
2306         int nce_ret;
2307         struct name_cache_entry *nce;
2308
2309         /*
2310          * First check if we already did a call to this function with the same
2311          * ino/gen. If yes, check if the cache entry is still up-to-date. If yes
2312          * return the cached result.
2313          */
2314         nce = name_cache_search(sctx, ino, gen);
2315         if (nce) {
2316                 if (ino < sctx->send_progress && nce->need_later_update) {
2317                         btrfs_lru_cache_remove(&sctx->name_cache, &nce->entry);
2318                         nce = NULL;
2319                 } else {
2320                         *parent_ino = nce->parent_ino;
2321                         *parent_gen = nce->parent_gen;
2322                         ret = fs_path_add(dest, nce->name, nce->name_len);
2323                         if (ret < 0)
2324                                 goto out;
2325                         ret = nce->ret;
2326                         goto out;
2327                 }
2328         }
2329
2330         /*
2331          * If the inode is not existent yet, add the orphan name and return 1.
2332          * This should only happen for the parent dir that we determine in
2333          * record_new_ref_if_needed().
2334          */
2335         ret = is_inode_existent(sctx, ino, gen, NULL, NULL);
2336         if (ret < 0)
2337                 goto out;
2338
2339         if (!ret) {
2340                 ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, dest);
2341                 if (ret < 0)
2342                         goto out;
2343                 ret = 1;
2344                 goto out_cache;
2345         }
2346
2347         /*
2348          * Depending on whether the inode was already processed or not, use
2349          * send_root or parent_root for ref lookup.
2350          */
2351         if (ino < sctx->send_progress)
2352                 ret = get_first_ref(sctx->send_root, ino,
2353                                     parent_ino, parent_gen, dest);
2354         else
2355                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
2356                                     parent_ino, parent_gen, dest);
2357         if (ret < 0)
2358                 goto out;
2359
2360         /*
2361          * Check if the ref was overwritten by an inode's ref that was processed
2362          * earlier. If yes, treat as orphan and return 1.
2363          */
2364         ret = did_overwrite_ref(sctx, *parent_ino, *parent_gen, ino, gen,
2365                         dest->start, dest->end - dest->start);
2366         if (ret < 0)
2367                 goto out;
2368         if (ret) {
2369                 fs_path_reset(dest);
2370                 ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, dest);
2371                 if (ret < 0)
2372                         goto out;
2373                 ret = 1;
2374         }
2375
2376 out_cache:
2377         /*
2378          * Store the result of the lookup in the name cache.
2379          */
2380         nce = kmalloc(sizeof(*nce) + fs_path_len(dest) + 1, GFP_KERNEL);
2381         if (!nce) {
2382                 ret = -ENOMEM;
2383                 goto out;
2384         }
2385
2386         nce->entry.key = ino;
2387         nce->entry.gen = gen;
2388         nce->parent_ino = *parent_ino;
2389         nce->parent_gen = *parent_gen;
2390         nce->name_len = fs_path_len(dest);
2391         nce->ret = ret;
2392         strcpy(nce->name, dest->start);
2393
2394         if (ino < sctx->send_progress)
2395                 nce->need_later_update = 0;
2396         else
2397                 nce->need_later_update = 1;
2398
2399         nce_ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->name_cache, &nce->entry, GFP_KERNEL);
2400         if (nce_ret < 0) {
2401                 kfree(nce);
2402                 ret = nce_ret;
2403         }
2404
2405 out:
2406         return ret;
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Magic happens here. This function returns the first ref to an inode as it
2411  * would look like while receiving the stream at this point in time.
2412  * We walk the path up to the root. For every inode in between, we check if it
2413  * was already processed/sent. If yes, we continue with the parent as found
2414  * in send_root. If not, we continue with the parent as found in parent_root.
2415  * If we encounter an inode that was deleted at this point in time, we use the
2416  * inodes "orphan" name instead of the real name and stop. Same with new inodes
2417  * that were not created yet and overwritten inodes/refs.
2418  *
2419  * When do we have orphan inodes:
2420  * 1. When an inode is freshly created and thus no valid refs are available yet
2421  * 2. When a directory lost all it's refs (deleted) but still has dir items
2422  *    inside which were not processed yet (pending for move/delete). If anyone
2423  *    tried to get the path to the dir items, it would get a path inside that
2424  *    orphan directory.
2425  * 3. When an inode is moved around or gets new links, it may overwrite the ref
2426  *    of an unprocessed inode. If in that case the first ref would be
2427  *    overwritten, the overwritten inode gets "orphanized". Later when we
2428  *    process this overwritten inode, it is restored at a new place by moving
2429  *    the orphan inode.
2430  *
2431  * sctx->send_progress tells this function at which point in time receiving
2432  * would be.
2433  */
2434 static int get_cur_path(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
2435                         struct fs_path *dest)
2436 {
2437         int ret = 0;
2438         struct fs_path *name = NULL;
2439         u64 parent_inode = 0;
2440         u64 parent_gen = 0;
2441         int stop = 0;
2442
2443         name = fs_path_alloc();
2444         if (!name) {
2445                 ret = -ENOMEM;
2446                 goto out;
2447         }
2448
2449         dest->reversed = 1;
2450         fs_path_reset(dest);
2451
2452         while (!stop && ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
2453                 struct waiting_dir_move *wdm;
2454
2455                 fs_path_reset(name);
2456
2457                 if (is_waiting_for_rm(sctx, ino, gen)) {
2458                         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, name);
2459                         if (ret < 0)
2460                                 goto out;
2461                         ret = fs_path_add_path(dest, name);
2462                         break;
2463                 }
2464
2465                 wdm = get_waiting_dir_move(sctx, ino);
2466                 if (wdm && wdm->orphanized) {
2467                         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, name);
2468                         stop = 1;
2469                 } else if (wdm) {
2470                         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
2471                                             &parent_inode, &parent_gen, name);
2472                 } else {
2473                         ret = __get_cur_name_and_parent(sctx, ino, gen,
2474                                                         &parent_inode,
2475                                                         &parent_gen, name);
2476                         if (ret)
2477                                 stop = 1;
2478                 }
2479
2480                 if (ret < 0)
2481                         goto out;
2482
2483                 ret = fs_path_add_path(dest, name);
2484                 if (ret < 0)
2485                         goto out;
2486
2487                 ino = parent_inode;
2488                 gen = parent_gen;
2489         }
2490
2491 out:
2492         fs_path_free(name);
2493         if (!ret)
2494                 fs_path_unreverse(dest);
2495         return ret;
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Sends a BTRFS_SEND_C_SUBVOL command/item to userspace
2500  */
2501 static int send_subvol_begin(struct send_ctx *sctx)
2502 {
2503         int ret;
2504         struct btrfs_root *send_root = sctx->send_root;
2505         struct btrfs_root *parent_root = sctx->parent_root;
2506         struct btrfs_path *path;
2507         struct btrfs_key key;
2508         struct btrfs_root_ref *ref;
2509         struct extent_buffer *leaf;
2510         char *name = NULL;
2511         int namelen;
2512
2513         path = btrfs_alloc_path();
2514         if (!path)
2515                 return -ENOMEM;
2516
2517         name = kmalloc(BTRFS_PATH_NAME_MAX, GFP_KERNEL);
2518         if (!name) {
2519                 btrfs_free_path(path);
2520                 return -ENOMEM;
2521         }
2522
2523         key.objectid = send_root->root_key.objectid;
2524         key.type = BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY;
2525         key.offset = 0;
2526
2527         ret = btrfs_search_slot_for_read(send_root->fs_info->tree_root,
2528                                 &key, path, 1, 0);
2529         if (ret < 0)
2530                 goto out;
2531         if (ret) {
2532                 ret = -ENOENT;
2533                 goto out;
2534         }
2535
2536         leaf = path->nodes[0];
2537         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2538         if (key.type != BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY ||
2539             key.objectid != send_root->root_key.objectid) {
2540                 ret = -ENOENT;
2541                 goto out;
2542         }
2543         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
2544         namelen = btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref);
2545         read_extent_buffer(leaf, name, (unsigned long)(ref + 1), namelen);
2546         btrfs_release_path(path);
2547
2548         if (parent_root) {
2549                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SNAPSHOT);
2550                 if (ret < 0)
2551                         goto out;
2552         } else {
2553                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SUBVOL);
2554                 if (ret < 0)
2555                         goto out;
2556         }
2557
2558         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, name, namelen);
2559
2560         if (!btrfs_is_empty_uuid(sctx->send_root->root_item.received_uuid))
2561                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_UUID,
2562                             sctx->send_root->root_item.received_uuid);
2563         else
2564                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_UUID,
2565                             sctx->send_root->root_item.uuid);
2566
2567         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CTRANSID,
2568                     btrfs_root_ctransid(&sctx->send_root->root_item));
2569         if (parent_root) {
2570                 if (!btrfs_is_empty_uuid(parent_root->root_item.received_uuid))
2571                         TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
2572                                      parent_root->root_item.received_uuid);
2573                 else
2574                         TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
2575                                      parent_root->root_item.uuid);
2576                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_CTRANSID,
2577                             btrfs_root_ctransid(&sctx->parent_root->root_item));
2578         }
2579
2580         ret = send_cmd(sctx);
2581
2582 tlv_put_failure:
2583 out:
2584         btrfs_free_path(path);
2585         kfree(name);
2586         return ret;
2587 }
2588
2589 static int send_truncate(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 size)
2590 {
2591         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2592         int ret = 0;
2593         struct fs_path *p;
2594
2595         btrfs_debug(fs_info, "send_truncate %llu size=%llu", ino, size);
2596
2597         p = fs_path_alloc();
2598         if (!p)
2599                 return -ENOMEM;
2600
2601         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_TRUNCATE);
2602         if (ret < 0)
2603                 goto out;
2604
2605         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2606         if (ret < 0)
2607                 goto out;
2608         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2609         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_SIZE, size);
2610
2611         ret = send_cmd(sctx);
2612
2613 tlv_put_failure:
2614 out:
2615         fs_path_free(p);
2616         return ret;
2617 }
2618
2619 static int send_chmod(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 mode)
2620 {
2621         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2622         int ret = 0;
2623         struct fs_path *p;
2624
2625         btrfs_debug(fs_info, "send_chmod %llu mode=%llu", ino, mode);
2626
2627         p = fs_path_alloc();
2628         if (!p)
2629                 return -ENOMEM;
2630
2631         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CHMOD);
2632         if (ret < 0)
2633                 goto out;
2634
2635         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2636         if (ret < 0)
2637                 goto out;
2638         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2639         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_MODE, mode & 07777);
2640
2641         ret = send_cmd(sctx);
2642
2643 tlv_put_failure:
2644 out:
2645         fs_path_free(p);
2646         return ret;
2647 }
2648
2649 static int send_fileattr(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 fileattr)
2650 {
2651         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2652         int ret = 0;
2653         struct fs_path *p;
2654
2655         if (sctx->proto < 2)
2656                 return 0;
2657
2658         btrfs_debug(fs_info, "send_fileattr %llu fileattr=%llu", ino, fileattr);
2659
2660         p = fs_path_alloc();
2661         if (!p)
2662                 return -ENOMEM;
2663
2664         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_FILEATTR);
2665         if (ret < 0)
2666                 goto out;
2667
2668         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2669         if (ret < 0)
2670                 goto out;
2671         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2672         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILEATTR, fileattr);
2673
2674         ret = send_cmd(sctx);
2675
2676 tlv_put_failure:
2677 out:
2678         fs_path_free(p);
2679         return ret;
2680 }
2681
2682 static int send_chown(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 uid, u64 gid)
2683 {
2684         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2685         int ret = 0;
2686         struct fs_path *p;
2687
2688         btrfs_debug(fs_info, "send_chown %llu uid=%llu, gid=%llu",
2689                     ino, uid, gid);
2690
2691         p = fs_path_alloc();
2692         if (!p)
2693                 return -ENOMEM;
2694
2695         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CHOWN);
2696         if (ret < 0)
2697                 goto out;
2698
2699         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2700         if (ret < 0)
2701                 goto out;
2702         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2703         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UID, uid);
2704         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_GID, gid);
2705
2706         ret = send_cmd(sctx);
2707
2708 tlv_put_failure:
2709 out:
2710         fs_path_free(p);
2711         return ret;
2712 }
2713
2714 static int send_utimes(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen)
2715 {
2716         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2717         int ret = 0;
2718         struct fs_path *p = NULL;
2719         struct btrfs_inode_item *ii;
2720         struct btrfs_path *path = NULL;
2721         struct extent_buffer *eb;
2722         struct btrfs_key key;
2723         int slot;
2724
2725         btrfs_debug(fs_info, "send_utimes %llu", ino);
2726
2727         p = fs_path_alloc();
2728         if (!p)
2729                 return -ENOMEM;
2730
2731         path = alloc_path_for_send();
2732         if (!path) {
2733                 ret = -ENOMEM;
2734                 goto out;
2735         }
2736
2737         key.objectid = ino;
2738         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
2739         key.offset = 0;
2740         ret = btrfs_search_slot(NULL, sctx->send_root, &key, path, 0, 0);
2741         if (ret > 0)
2742                 ret = -ENOENT;
2743         if (ret < 0)
2744                 goto out;
2745
2746         eb = path->nodes[0];
2747         slot = path->slots[0];
2748         ii = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_inode_item);
2749
2750         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UTIMES);
2751         if (ret < 0)
2752                 goto out;
2753
2754         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2755         if (ret < 0)
2756                 goto out;
2757         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2758         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_ATIME, eb, &ii->atime);
2759         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_MTIME, eb, &ii->mtime);
2760         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_CTIME, eb, &ii->ctime);
2761         if (sctx->proto >= 2)
2762                 TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_OTIME, eb, &ii->otime);
2763
2764         ret = send_cmd(sctx);
2765
2766 tlv_put_failure:
2767 out:
2768         fs_path_free(p);
2769         btrfs_free_path(path);
2770         return ret;
2771 }
2772
2773 /*
2774  * If the cache is full, we can't remove entries from it and do a call to
2775  * send_utimes() for each respective inode, because we might be finishing
2776  * processing an inode that is a directory and it just got renamed, and existing
2777  * entries in the cache may refer to inodes that have the directory in their
2778  * full path - in which case we would generate outdated paths (pre-rename)
2779  * for the inodes that the cache entries point to. Instead of prunning the
2780  * cache when inserting, do it after we finish processing each inode at
2781  * finish_inode_if_needed().
2782  */
2783 static int cache_dir_utimes(struct send_ctx *sctx, u64 dir, u64 gen)
2784 {
2785         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
2786         int ret;
2787
2788         entry = btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->dir_utimes_cache, dir, gen);
2789         if (entry != NULL)
2790                 return 0;
2791
2792         /* Caching is optional, don't fail if we can't allocate memory. */
2793         entry = kmalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
2794         if (!entry)
2795                 return send_utimes(sctx, dir, gen);
2796
2797         entry->key = dir;
2798         entry->gen = gen;
2799
2800         ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->dir_utimes_cache, entry, GFP_KERNEL);
2801         ASSERT(ret != -EEXIST);
2802         if (ret) {
2803                 kfree(entry);
2804                 return send_utimes(sctx, dir, gen);
2805         }
2806
2807         return 0;
2808 }
2809
2810 static int trim_dir_utimes_cache(struct send_ctx *sctx)
2811 {
2812         while (btrfs_lru_cache_size(&sctx->dir_utimes_cache) >
2813                SEND_MAX_DIR_UTIMES_CACHE_SIZE) {
2814                 struct btrfs_lru_cache_entry *lru;
2815                 int ret;
2816
2817                 lru = btrfs_lru_cache_lru_entry(&sctx->dir_utimes_cache);
2818                 ASSERT(lru != NULL);
2819
2820                 ret = send_utimes(sctx, lru->key, lru->gen);
2821                 if (ret)
2822                         return ret;
2823
2824                 btrfs_lru_cache_remove(&sctx->dir_utimes_cache, lru);
2825         }
2826
2827         return 0;
2828 }
2829
2830 /*
2831  * Sends a BTRFS_SEND_C_MKXXX or SYMLINK command to user space. We don't have
2832  * a valid path yet because we did not process the refs yet. So, the inode
2833  * is created as orphan.
2834  */
2835 static int send_create_inode(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
2836 {
2837         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2838         int ret = 0;
2839         struct fs_path *p;
2840         int cmd;
2841         struct btrfs_inode_info info;
2842         u64 gen;
2843         u64 mode;
2844         u64 rdev;
2845
2846         btrfs_debug(fs_info, "send_create_inode %llu", ino);
2847
2848         p = fs_path_alloc();
2849         if (!p)
2850                 return -ENOMEM;
2851
2852         if (ino != sctx->cur_ino) {
2853                 ret = get_inode_info(sctx->send_root, ino, &info);
2854                 if (ret < 0)
2855                         goto out;
2856                 gen = info.gen;
2857                 mode = info.mode;
2858                 rdev = info.rdev;
2859         } else {
2860                 gen = sctx->cur_inode_gen;
2861                 mode = sctx->cur_inode_mode;
2862                 rdev = sctx->cur_inode_rdev;
2863         }
2864
2865         if (S_ISREG(mode)) {
2866                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKFILE;
2867         } else if (S_ISDIR(mode)) {
2868                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKDIR;
2869         } else if (S_ISLNK(mode)) {
2870                 cmd = BTRFS_SEND_C_SYMLINK;
2871         } else if (S_ISCHR(mode) || S_ISBLK(mode)) {
2872                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKNOD;
2873         } else if (S_ISFIFO(mode)) {
2874                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKFIFO;
2875         } else if (S_ISSOCK(mode)) {
2876                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKSOCK;
2877         } else {
2878                 btrfs_warn(sctx->send_root->fs_info, "unexpected inode type %o",
2879                                 (int)(mode & S_IFMT));
2880                 ret = -EOPNOTSUPP;
2881                 goto out;
2882         }
2883
2884         ret = begin_cmd(sctx, cmd);
2885         if (ret < 0)
2886                 goto out;
2887
2888         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, p);
2889         if (ret < 0)
2890                 goto out;
2891
2892         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2893         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_INO, ino);
2894
2895         if (S_ISLNK(mode)) {
2896                 fs_path_reset(p);
2897                 ret = read_symlink(sctx->send_root, ino, p);
2898                 if (ret < 0)
2899                         goto out;
2900                 TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_LINK, p);
2901         } else if (S_ISCHR(mode) || S_ISBLK(mode) ||
2902                    S_ISFIFO(mode) || S_ISSOCK(mode)) {
2903                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_RDEV, new_encode_dev(rdev));
2904                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_MODE, mode);
2905         }
2906
2907         ret = send_cmd(sctx);
2908         if (ret < 0)
2909                 goto out;
2910
2911
2912 tlv_put_failure:
2913 out:
2914         fs_path_free(p);
2915         return ret;
2916 }
2917
2918 static void cache_dir_created(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
2919 {
2920         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
2921         int ret;
2922
2923         /* Caching is optional, ignore any failures. */
2924         entry = kmalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
2925         if (!entry)
2926                 return;
2927
2928         entry->key = dir;
2929         entry->gen = 0;
2930         ret = btrfs_lru_cache_store(&sctx->dir_created_cache, entry, GFP_KERNEL);
2931         if (ret < 0)
2932                 kfree(entry);
2933 }
2934
2935 /*
2936  * We need some special handling for inodes that get processed before the parent
2937  * directory got created. See process_recorded_refs for details.
2938  * This function does the check if we already created the dir out of order.
2939  */
2940 static int did_create_dir(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
2941 {
2942         int ret = 0;
2943         int iter_ret = 0;
2944         struct btrfs_path *path = NULL;
2945         struct btrfs_key key;
2946         struct btrfs_key found_key;
2947         struct btrfs_key di_key;
2948         struct btrfs_dir_item *di;
2949
2950         if (btrfs_lru_cache_lookup(&sctx->dir_created_cache, dir, 0))
2951                 return 1;
2952
2953         path = alloc_path_for_send();
2954         if (!path)
2955                 return -ENOMEM;
2956
2957         key.objectid = dir;
2958         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
2959         key.offset = 0;
2960
2961         btrfs_for_each_slot(sctx->send_root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
2962                 struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
2963
2964                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
2965                     found_key.type != key.type) {
2966                         ret = 0;
2967                         break;
2968                 }
2969
2970                 di = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
2971                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(eb, di, &di_key);
2972
2973                 if (di_key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY &&
2974                     di_key.objectid < sctx->send_progress) {
2975                         ret = 1;
2976                         cache_dir_created(sctx, dir);
2977                         break;
2978                 }
2979         }
2980         /* Catch error found during iteration */
2981         if (iter_ret < 0)
2982                 ret = iter_ret;
2983
2984         btrfs_free_path(path);
2985         return ret;
2986 }
2987
2988 /*
2989  * Only creates the inode if it is:
2990  * 1. Not a directory
2991  * 2. Or a directory which was not created already due to out of order
2992  *    directories. See did_create_dir and process_recorded_refs for details.
2993  */
2994 static int send_create_inode_if_needed(struct send_ctx *sctx)
2995 {
2996         int ret;
2997
2998         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
2999                 ret = did_create_dir(sctx, sctx->cur_ino);
3000                 if (ret < 0)
3001                         return ret;
3002                 else if (ret > 0)
3003                         return 0;
3004         }
3005
3006         ret = send_create_inode(sctx, sctx->cur_ino);
3007
3008         if (ret == 0 && S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode))
3009                 cache_dir_created(sctx, sctx->cur_ino);
3010
3011         return ret;
3012 }
3013
3014 struct recorded_ref {
3015         struct list_head list;
3016         char *name;
3017         struct fs_path *full_path;
3018         u64 dir;
3019         u64 dir_gen;
3020         int name_len;
3021         struct rb_node node;
3022         struct rb_root *root;
3023 };
3024
3025 static struct recorded_ref *recorded_ref_alloc(void)
3026 {
3027         struct recorded_ref *ref;
3028
3029         ref = kzalloc(sizeof(*ref), GFP_KERNEL);
3030         if (!ref)
3031                 return NULL;
3032         RB_CLEAR_NODE(&ref->node);
3033         INIT_LIST_HEAD(&ref->list);
3034         return ref;
3035 }
3036
3037 static void recorded_ref_free(struct recorded_ref *ref)
3038 {
3039         if (!ref)
3040                 return;
3041         if (!RB_EMPTY_NODE(&ref->node))
3042                 rb_erase(&ref->node, ref->root);
3043         list_del(&ref->list);
3044         fs_path_free(ref->full_path);
3045         kfree(ref);
3046 }
3047
3048 static void set_ref_path(struct recorded_ref *ref, struct fs_path *path)
3049 {
3050         ref->full_path = path;
3051         ref->name = (char *)kbasename(ref->full_path->start);
3052         ref->name_len = ref->full_path->end - ref->name;
3053 }
3054
3055 static int dup_ref(struct recorded_ref *ref, struct list_head *list)
3056 {
3057         struct recorded_ref *new;
3058
3059         new = recorded_ref_alloc();
3060         if (!new)
3061                 return -ENOMEM;
3062
3063         new->dir = ref->dir;
3064         new->dir_gen = ref->dir_gen;
3065         list_add_tail(&new->list, list);
3066         return 0;
3067 }
3068
3069 static void __free_recorded_refs(struct list_head *head)
3070 {
3071         struct recorded_ref *cur;
3072
3073         while (!list_empty(head)) {
3074                 cur = list_entry(head->next, struct recorded_ref, list);
3075                 recorded_ref_free(cur);
3076         }
3077 }
3078
3079 static void free_recorded_refs(struct send_ctx *sctx)
3080 {
3081         __free_recorded_refs(&sctx->new_refs);
3082         __free_recorded_refs(&sctx->deleted_refs);
3083 }
3084
3085 /*
3086  * Renames/moves a file/dir to its orphan name. Used when the first
3087  * ref of an unprocessed inode gets overwritten and for all non empty
3088  * directories.
3089  */
3090 static int orphanize_inode(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
3091                           struct fs_path *path)
3092 {
3093         int ret;
3094         struct fs_path *orphan;
3095
3096         orphan = fs_path_alloc();
3097         if (!orphan)
3098                 return -ENOMEM;
3099
3100         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, orphan);
3101         if (ret < 0)
3102                 goto out;
3103
3104         ret = send_rename(sctx, path, orphan);
3105
3106 out:
3107         fs_path_free(orphan);
3108         return ret;
3109 }
3110
3111 static struct orphan_dir_info *add_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3112                                                    u64 dir_ino, u64 dir_gen)
3113 {
3114         struct rb_node **p = &sctx->orphan_dirs.rb_node;
3115         struct rb_node *parent = NULL;
3116         struct orphan_dir_info *entry, *odi;
3117
3118         while (*p) {
3119                 parent = *p;
3120                 entry = rb_entry(parent, struct orphan_dir_info, node);
3121                 if (dir_ino < entry->ino)
3122                         p = &(*p)->rb_left;
3123                 else if (dir_ino > entry->ino)
3124                         p = &(*p)->rb_right;
3125                 else if (dir_gen < entry->gen)
3126                         p = &(*p)->rb_left;
3127                 else if (dir_gen > entry->gen)
3128                         p = &(*p)->rb_right;
3129                 else
3130                         return entry;
3131         }
3132
3133         odi = kmalloc(sizeof(*odi), GFP_KERNEL);
3134         if (!odi)
3135                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3136         odi->ino = dir_ino;
3137         odi->gen = dir_gen;
3138         odi->last_dir_index_offset = 0;
3139         odi->dir_high_seq_ino = 0;
3140
3141         rb_link_node(&odi->node, parent, p);
3142         rb_insert_color(&odi->node, &sctx->orphan_dirs);
3143         return odi;
3144 }
3145
3146 static struct orphan_dir_info *get_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3147                                                    u64 dir_ino, u64 gen)
3148 {
3149         struct rb_node *n = sctx->orphan_dirs.rb_node;
3150         struct orphan_dir_info *entry;
3151
3152         while (n) {
3153                 entry = rb_entry(n, struct orphan_dir_info, node);
3154                 if (dir_ino < entry->ino)
3155                         n = n->rb_left;
3156                 else if (dir_ino > entry->ino)
3157                         n = n->rb_right;
3158                 else if (gen < entry->gen)
3159                         n = n->rb_left;
3160                 else if (gen > entry->gen)
3161                         n = n->rb_right;
3162                 else
3163                         return entry;
3164         }
3165         return NULL;
3166 }
3167
3168 static int is_waiting_for_rm(struct send_ctx *sctx, u64 dir_ino, u64 gen)
3169 {
3170         struct orphan_dir_info *odi = get_orphan_dir_info(sctx, dir_ino, gen);
3171
3172         return odi != NULL;
3173 }
3174
3175 static void free_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3176                                  struct orphan_dir_info *odi)
3177 {
3178         if (!odi)
3179                 return;
3180         rb_erase(&odi->node, &sctx->orphan_dirs);
3181         kfree(odi);
3182 }
3183
3184 /*
3185  * Returns 1 if a directory can be removed at this point in time.
3186  * We check this by iterating all dir items and checking if the inode behind
3187  * the dir item was already processed.
3188  */
3189 static int can_rmdir(struct send_ctx *sctx, u64 dir, u64 dir_gen)
3190 {
3191         int ret = 0;
3192         int iter_ret = 0;
3193         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
3194         struct btrfs_path *path;
3195         struct btrfs_key key;
3196         struct btrfs_key found_key;
3197         struct btrfs_key loc;
3198         struct btrfs_dir_item *di;
3199         struct orphan_dir_info *odi = NULL;
3200         u64 dir_high_seq_ino = 0;
3201         u64 last_dir_index_offset = 0;
3202
3203         /*
3204          * Don't try to rmdir the top/root subvolume dir.
3205          */
3206         if (dir == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
3207                 return 0;
3208
3209         odi = get_orphan_dir_info(sctx, dir, dir_gen);
3210         if (odi && sctx->cur_ino < odi->dir_high_seq_ino)
3211                 return 0;
3212
3213         path = alloc_path_for_send();
3214         if (!path)
3215                 return -ENOMEM;
3216
3217         if (!odi) {
3218                 /*
3219                  * Find the inode number associated with the last dir index
3220                  * entry. This is very likely the inode with the highest number
3221                  * of all inodes that have an entry in the directory. We can
3222                  * then use it to avoid future calls to can_rmdir(), when
3223                  * processing inodes with a lower number, from having to search
3224                  * the parent root b+tree for dir index keys.
3225                  */
3226                 key.objectid = dir;
3227                 key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
3228                 key.offset = (u64)-1;
3229
3230                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3231                 if (ret < 0) {
3232                         goto out;
3233                 } else if (ret > 0) {
3234                         /* Can't happen, the root is never empty. */
3235                         ASSERT(path->slots[0] > 0);
3236                         if (WARN_ON(path->slots[0] == 0)) {
3237                                 ret = -EUCLEAN;
3238                                 goto out;
3239                         }
3240                         path->slots[0]--;
3241                 }
3242
3243                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
3244                 if (key.objectid != dir || key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
3245                         /* No index keys, dir can be removed. */
3246                         ret = 1;
3247                         goto out;
3248                 }
3249
3250                 di = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
3251                                     struct btrfs_dir_item);
3252                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &loc);
3253                 dir_high_seq_ino = loc.objectid;
3254                 if (sctx->cur_ino < dir_high_seq_ino) {
3255                         ret = 0;
3256                         goto out;
3257                 }
3258
3259                 btrfs_release_path(path);
3260         }
3261
3262         key.objectid = dir;
3263         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
3264         key.offset = (odi ? odi->last_dir_index_offset : 0);
3265
3266         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
3267                 struct waiting_dir_move *dm;
3268
3269                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
3270                     found_key.type != key.type)
3271                         break;
3272
3273                 di = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
3274                                 struct btrfs_dir_item);
3275                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &loc);
3276
3277                 dir_high_seq_ino = max(dir_high_seq_ino, loc.objectid);
3278                 last_dir_index_offset = found_key.offset;
3279
3280                 dm = get_waiting_dir_move(sctx, loc.objectid);
3281                 if (dm) {
3282                         dm->rmdir_ino = dir;
3283                         dm->rmdir_gen = dir_gen;
3284                         ret = 0;
3285                         goto out;
3286                 }
3287
3288                 if (loc.objectid > sctx->cur_ino) {
3289                         ret = 0;
3290                         goto out;
3291                 }
3292         }
3293         if (iter_ret < 0) {
3294                 ret = iter_ret;
3295                 goto out;
3296         }
3297         free_orphan_dir_info(sctx, odi);
3298
3299         ret = 1;
3300
3301 out:
3302         btrfs_free_path(path);
3303
3304         if (ret)
3305                 return ret;
3306
3307         if (!odi) {
3308                 odi = add_orphan_dir_info(sctx, dir, dir_gen);
3309                 if (IS_ERR(odi))
3310                         return PTR_ERR(odi);
3311
3312                 odi->gen = dir_gen;
3313         }
3314
3315         odi->last_dir_index_offset = last_dir_index_offset;
3316         odi->dir_high_seq_ino = max(odi->dir_high_seq_ino, dir_high_seq_ino);
3317
3318         return 0;
3319 }
3320
3321 static int is_waiting_for_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
3322 {
3323         struct waiting_dir_move *entry = get_waiting_dir_move(sctx, ino);
3324
3325         return entry != NULL;
3326 }
3327
3328 static int add_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino, bool orphanized)
3329 {
3330         struct rb_node **p = &sctx->waiting_dir_moves.rb_node;
3331         struct rb_node *parent = NULL;
3332         struct waiting_dir_move *entry, *dm;
3333
3334         dm = kmalloc(sizeof(*dm), GFP_KERNEL);
3335         if (!dm)
3336                 return -ENOMEM;
3337         dm->ino = ino;
3338         dm->rmdir_ino = 0;
3339         dm->rmdir_gen = 0;
3340         dm->orphanized = orphanized;
3341
3342         while (*p) {
3343                 parent = *p;
3344                 entry = rb_entry(parent, struct waiting_dir_move, node);
3345                 if (ino < entry->ino) {
3346                         p = &(*p)->rb_left;
3347                 } else if (ino > entry->ino) {
3348                         p = &(*p)->rb_right;
3349                 } else {
3350                         kfree(dm);
3351                         return -EEXIST;
3352                 }
3353         }
3354
3355         rb_link_node(&dm->node, parent, p);
3356         rb_insert_color(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
3357         return 0;
3358 }
3359
3360 static struct waiting_dir_move *
3361 get_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
3362 {
3363         struct rb_node *n = sctx->waiting_dir_moves.rb_node;
3364         struct waiting_dir_move *entry;
3365
3366         while (n) {
3367                 entry = rb_entry(n, struct waiting_dir_move, node);
3368                 if (ino < entry->ino)
3369                         n = n->rb_left;
3370                 else if (ino > entry->ino)
3371                         n = n->rb_right;
3372                 else
3373                         return entry;
3374         }
3375         return NULL;
3376 }
3377
3378 static void free_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3379                                   struct waiting_dir_move *dm)
3380 {
3381         if (!dm)
3382                 return;
3383         rb_erase(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
3384         kfree(dm);
3385 }
3386
3387 static int add_pending_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3388                                 u64 ino,
3389                                 u64 ino_gen,
3390                                 u64 parent_ino,
3391                                 struct list_head *new_refs,
3392                                 struct list_head *deleted_refs,
3393                                 const bool is_orphan)
3394 {
3395         struct rb_node **p = &sctx->pending_dir_moves.rb_node;
3396         struct rb_node *parent = NULL;
3397         struct pending_dir_move *entry = NULL, *pm;
3398         struct recorded_ref *cur;
3399         int exists = 0;
3400         int ret;
3401
3402         pm = kmalloc(sizeof(*pm), GFP_KERNEL);
3403         if (!pm)
3404                 return -ENOMEM;
3405         pm->parent_ino = parent_ino;
3406         pm->ino = ino;
3407         pm->gen = ino_gen;
3408         INIT_LIST_HEAD(&pm->list);
3409         INIT_LIST_HEAD(&pm->update_refs);
3410         RB_CLEAR_NODE(&pm->node);
3411
3412         while (*p) {
3413                 parent = *p;
3414                 entry = rb_entry(parent, struct pending_dir_move, node);
3415                 if (parent_ino < entry->parent_ino) {
3416                         p = &(*p)->rb_left;
3417                 } else if (parent_ino > entry->parent_ino) {
3418                         p = &(*p)->rb_right;
3419                 } else {
3420                         exists = 1;
3421                         break;
3422                 }
3423         }
3424
3425         list_for_each_entry(cur, deleted_refs, list) {
3426                 ret = dup_ref(cur, &pm->update_refs);
3427                 if (ret < 0)
3428                         goto out;
3429         }
3430         list_for_each_entry(cur, new_refs, list) {
3431                 ret = dup_ref(cur, &pm->update_refs);
3432                 if (ret < 0)
3433                         goto out;
3434         }
3435
3436         ret = add_waiting_dir_move(sctx, pm->ino, is_orphan);
3437         if (ret)
3438                 goto out;
3439
3440         if (exists) {
3441                 list_add_tail(&pm->list, &entry->list);
3442         } else {
3443                 rb_link_node(&pm->node, parent, p);
3444                 rb_insert_color(&pm->node, &sctx->pending_dir_moves);
3445         }
3446         ret = 0;
3447 out:
3448         if (ret) {
3449                 __free_recorded_refs(&pm->update_refs);
3450                 kfree(pm);
3451         }
3452         return ret;
3453 }
3454
3455 static struct pending_dir_move *get_pending_dir_moves(struct send_ctx *sctx,
3456                                                       u64 parent_ino)
3457 {
3458         struct rb_node *n = sctx->pending_dir_moves.rb_node;
3459         struct pending_dir_move *entry;
3460
3461         while (n) {
3462                 entry = rb_entry(n, struct pending_dir_move, node);
3463                 if (parent_ino < entry->parent_ino)
3464                         n = n->rb_left;
3465                 else if (parent_ino > entry->parent_ino)
3466                         n = n->rb_right;
3467                 else
3468                         return entry;
3469         }
3470         return NULL;
3471 }
3472
3473 static int path_loop(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *name,
3474                      u64 ino, u64 gen, u64 *ancestor_ino)
3475 {
3476         int ret = 0;
3477         u64 parent_inode = 0;
3478         u64 parent_gen = 0;
3479         u64 start_ino = ino;
3480
3481         *ancestor_ino = 0;
3482         while (ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3483                 fs_path_reset(name);
3484
3485                 if (is_waiting_for_rm(sctx, ino, gen))
3486                         break;
3487                 if (is_waiting_for_move(sctx, ino)) {
3488                         if (*ancestor_ino == 0)
3489                                 *ancestor_ino = ino;
3490                         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
3491                                             &parent_inode, &parent_gen, name);
3492                 } else {
3493                         ret = __get_cur_name_and_parent(sctx, ino, gen,
3494                                                         &parent_inode,
3495                                                         &parent_gen, name);
3496                         if (ret > 0) {
3497                                 ret = 0;
3498                                 break;
3499                         }
3500                 }
3501                 if (ret < 0)
3502                         break;
3503                 if (parent_inode == start_ino) {
3504                         ret = 1;
3505                         if (*ancestor_ino == 0)
3506                                 *ancestor_ino = ino;
3507                         break;
3508                 }
3509                 ino = parent_inode;
3510                 gen = parent_gen;
3511         }
3512         return ret;
3513 }
3514
3515 static int apply_dir_move(struct send_ctx *sctx, struct pending_dir_move *pm)
3516 {
3517         struct fs_path *from_path = NULL;
3518         struct fs_path *to_path = NULL;
3519         struct fs_path *name = NULL;
3520         u64 orig_progress = sctx->send_progress;
3521         struct recorded_ref *cur;
3522         u64 parent_ino, parent_gen;
3523         struct waiting_dir_move *dm = NULL;
3524         u64 rmdir_ino = 0;
3525         u64 rmdir_gen;
3526         u64 ancestor;
3527         bool is_orphan;
3528         int ret;
3529
3530         name = fs_path_alloc();
3531         from_path = fs_path_alloc();
3532         if (!name || !from_path) {
3533                 ret = -ENOMEM;
3534                 goto out;
3535         }
3536
3537         dm = get_waiting_dir_move(sctx, pm->ino);
3538         ASSERT(dm);
3539         rmdir_ino = dm->rmdir_ino;
3540         rmdir_gen = dm->rmdir_gen;
3541         is_orphan = dm->orphanized;
3542         free_waiting_dir_move(sctx, dm);
3543
3544         if (is_orphan) {
3545                 ret = gen_unique_name(sctx, pm->ino,
3546                                       pm->gen, from_path);
3547         } else {
3548                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, pm->ino,
3549                                     &parent_ino, &parent_gen, name);
3550                 if (ret < 0)
3551                         goto out;
3552                 ret = get_cur_path(sctx, parent_ino, parent_gen,
3553                                    from_path);
3554                 if (ret < 0)
3555                         goto out;
3556                 ret = fs_path_add_path(from_path, name);
3557         }
3558         if (ret < 0)
3559                 goto out;
3560
3561         sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
3562         ret = path_loop(sctx, name, pm->ino, pm->gen, &ancestor);
3563         if (ret < 0)
3564                 goto out;
3565         if (ret) {
3566                 LIST_HEAD(deleted_refs);
3567                 ASSERT(ancestor > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID);
3568                 ret = add_pending_dir_move(sctx, pm->ino, pm->gen, ancestor,
3569                                            &pm->update_refs, &deleted_refs,
3570                                            is_orphan);
3571                 if (ret < 0)
3572                         goto out;
3573                 if (rmdir_ino) {
3574                         dm = get_waiting_dir_move(sctx, pm->ino);
3575                         ASSERT(dm);
3576                         dm->rmdir_ino = rmdir_ino;
3577                         dm->rmdir_gen = rmdir_gen;
3578                 }
3579                 goto out;
3580         }
3581         fs_path_reset(name);
3582         to_path = name;
3583         name = NULL;
3584         ret = get_cur_path(sctx, pm->ino, pm->gen, to_path);
3585         if (ret < 0)
3586                 goto out;
3587
3588         ret = send_rename(sctx, from_path, to_path);
3589         if (ret < 0)
3590                 goto out;
3591
3592         if (rmdir_ino) {
3593                 struct orphan_dir_info *odi;
3594                 u64 gen;
3595
3596                 odi = get_orphan_dir_info(sctx, rmdir_ino, rmdir_gen);
3597                 if (!odi) {
3598                         /* already deleted */
3599                         goto finish;
3600                 }
3601                 gen = odi->gen;
3602
3603                 ret = can_rmdir(sctx, rmdir_ino, gen);
3604                 if (ret < 0)
3605                         goto out;
3606                 if (!ret)
3607                         goto finish;
3608
3609                 name = fs_path_alloc();
3610                 if (!name) {
3611                         ret = -ENOMEM;
3612                         goto out;
3613                 }
3614                 ret = get_cur_path(sctx, rmdir_ino, gen, name);
3615                 if (ret < 0)
3616                         goto out;
3617                 ret = send_rmdir(sctx, name);
3618                 if (ret < 0)
3619                         goto out;
3620         }
3621
3622 finish:
3623         ret = cache_dir_utimes(sctx, pm->ino, pm->gen);
3624         if (ret < 0)
3625                 goto out;
3626
3627         /*
3628          * After rename/move, need to update the utimes of both new parent(s)
3629          * and old parent(s).
3630          */
3631         list_for_each_entry(cur, &pm->update_refs, list) {
3632                 /*
3633                  * The parent inode might have been deleted in the send snapshot
3634                  */
3635                 ret = get_inode_info(sctx->send_root, cur->dir, NULL);
3636                 if (ret == -ENOENT) {
3637                         ret = 0;
3638                         continue;
3639                 }
3640                 if (ret < 0)
3641                         goto out;
3642
3643                 ret = cache_dir_utimes(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
3644                 if (ret < 0)
3645                         goto out;
3646         }
3647
3648 out:
3649         fs_path_free(name);
3650         fs_path_free(from_path);
3651         fs_path_free(to_path);
3652         sctx->send_progress = orig_progress;
3653
3654         return ret;
3655 }
3656
3657 static void free_pending_move(struct send_ctx *sctx, struct pending_dir_move *m)
3658 {
3659         if (!list_empty(&m->list))
3660                 list_del(&m->list);
3661         if (!RB_EMPTY_NODE(&m->node))
3662                 rb_erase(&m->node, &sctx->pending_dir_moves);
3663         __free_recorded_refs(&m->update_refs);
3664         kfree(m);
3665 }
3666
3667 static void tail_append_pending_moves(struct send_ctx *sctx,
3668                                       struct pending_dir_move *moves,
3669                                       struct list_head *stack)
3670 {
3671         if (list_empty(&moves->list)) {
3672                 list_add_tail(&moves->list, stack);
3673         } else {
3674                 LIST_HEAD(list);
3675                 list_splice_init(&moves->list, &list);
3676                 list_add_tail(&moves->list, stack);
3677                 list_splice_tail(&list, stack);
3678         }
3679         if (!RB_EMPTY_NODE(&moves->node)) {
3680                 rb_erase(&moves->node, &sctx->pending_dir_moves);
3681                 RB_CLEAR_NODE(&moves->node);
3682         }
3683 }
3684
3685 static int apply_children_dir_moves(struct send_ctx *sctx)
3686 {
3687         struct pending_dir_move *pm;
3688         LIST_HEAD(stack);
3689         u64 parent_ino = sctx->cur_ino;
3690         int ret = 0;
3691
3692         pm = get_pending_dir_moves(sctx, parent_ino);
3693         if (!pm)
3694                 return 0;
3695
3696         tail_append_pending_moves(sctx, pm, &stack);
3697
3698         while (!list_empty(&stack)) {
3699                 pm = list_first_entry(&stack, struct pending_dir_move, list);
3700                 parent_ino = pm->ino;
3701                 ret = apply_dir_move(sctx, pm);
3702                 free_pending_move(sctx, pm);
3703                 if (ret)
3704                         goto out;
3705                 pm = get_pending_dir_moves(sctx, parent_ino);
3706                 if (pm)
3707                         tail_append_pending_moves(sctx, pm, &stack);
3708         }
3709         return 0;
3710
3711 out:
3712         while (!list_empty(&stack)) {
3713                 pm = list_first_entry(&stack, struct pending_dir_move, list);
3714                 free_pending_move(sctx, pm);
3715         }
3716         return ret;
3717 }
3718
3719 /*
3720  * We might need to delay a directory rename even when no ancestor directory
3721  * (in the send root) with a higher inode number than ours (sctx->cur_ino) was
3722  * renamed. This happens when we rename a directory to the old name (the name
3723  * in the parent root) of some other unrelated directory that got its rename
3724  * delayed due to some ancestor with higher number that got renamed.
3725  *
3726  * Example:
3727  *
3728  * Parent snapshot:
3729  * .                                       (ino 256)
3730  * |---- a/                                (ino 257)
3731  * |     |---- file                        (ino 260)
3732  * |
3733  * |---- b/                                (ino 258)
3734  * |---- c/                                (ino 259)
3735  *
3736  * Send snapshot:
3737  * .                                       (ino 256)
3738  * |---- a/                                (ino 258)
3739  * |---- x/                                (ino 259)
3740  *       |---- y/                          (ino 257)
3741  *             |----- file                 (ino 260)
3742  *
3743  * Here we can not rename 258 from 'b' to 'a' without the rename of inode 257
3744  * from 'a' to 'x/y' happening first, which in turn depends on the rename of
3745  * inode 259 from 'c' to 'x'. So the order of rename commands the send stream
3746  * must issue is:
3747  *
3748  * 1 - rename 259 from 'c' to 'x'
3749  * 2 - rename 257 from 'a' to 'x/y'
3750  * 3 - rename 258 from 'b' to 'a'
3751  *
3752  * Returns 1 if the rename of sctx->cur_ino needs to be delayed, 0 if it can
3753  * be done right away and < 0 on error.
3754  */
3755 static int wait_for_dest_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3756                                   struct recorded_ref *parent_ref,
3757                                   const bool is_orphan)
3758 {
3759         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->parent_root->fs_info;
3760         struct btrfs_path *path;
3761         struct btrfs_key key;
3762         struct btrfs_key di_key;
3763         struct btrfs_dir_item *di;
3764         u64 left_gen;
3765         u64 right_gen;
3766         int ret = 0;
3767         struct waiting_dir_move *wdm;
3768
3769         if (RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves))
3770                 return 0;
3771
3772         path = alloc_path_for_send();
3773         if (!path)
3774                 return -ENOMEM;
3775
3776         key.objectid = parent_ref->dir;
3777         key.type = BTRFS_DIR_ITEM_KEY;
3778         key.offset = btrfs_name_hash(parent_ref->name, parent_ref->name_len);
3779
3780         ret = btrfs_search_slot(NULL, sctx->parent_root, &key, path, 0, 0);
3781         if (ret < 0) {
3782                 goto out;
3783         } else if (ret > 0) {
3784                 ret = 0;
3785                 goto out;
3786         }
3787
3788         di = btrfs_match_dir_item_name(fs_info, path, parent_ref->name,
3789                                        parent_ref->name_len);
3790         if (!di) {
3791                 ret = 0;
3792                 goto out;
3793         }
3794         /*
3795          * di_key.objectid has the number of the inode that has a dentry in the
3796          * parent directory with the same name that sctx->cur_ino is being
3797          * renamed to. We need to check if that inode is in the send root as
3798          * well and if it is currently marked as an inode with a pending rename,
3799          * if it is, we need to delay the rename of sctx->cur_ino as well, so
3800          * that it happens after that other inode is renamed.
3801          */
3802         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &di_key);
3803         if (di_key.type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
3804                 ret = 0;
3805                 goto out;
3806         }
3807
3808         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, di_key.objectid, &left_gen);
3809         if (ret < 0)
3810                 goto out;
3811         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, di_key.objectid, &right_gen);
3812         if (ret < 0) {
3813                 if (ret == -ENOENT)
3814                         ret = 0;
3815                 goto out;
3816         }
3817
3818         /* Different inode, no need to delay the rename of sctx->cur_ino */
3819         if (right_gen != left_gen) {
3820                 ret = 0;
3821                 goto out;
3822         }
3823
3824         wdm = get_waiting_dir_move(sctx, di_key.objectid);
3825         if (wdm && !wdm->orphanized) {
3826                 ret = add_pending_dir_move(sctx,
3827                                            sctx->cur_ino,
3828                                            sctx->cur_inode_gen,
3829                                            di_key.objectid,
3830                                            &sctx->new_refs,
3831                                            &sctx->deleted_refs,
3832                                            is_orphan);
3833                 if (!ret)
3834                         ret = 1;
3835         }
3836 out:
3837         btrfs_free_path(path);
3838         return ret;
3839 }
3840
3841 /*
3842  * Check if inode ino2, or any of its ancestors, is inode ino1.
3843  * Return 1 if true, 0 if false and < 0 on error.
3844  */
3845 static int check_ino_in_path(struct btrfs_root *root,
3846                              const u64 ino1,
3847                              const u64 ino1_gen,
3848                              const u64 ino2,
3849                              const u64 ino2_gen,
3850                              struct fs_path *fs_path)
3851 {
3852         u64 ino = ino2;
3853
3854         if (ino1 == ino2)
3855                 return ino1_gen == ino2_gen;
3856
3857         while (ino > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3858                 u64 parent;
3859                 u64 parent_gen;
3860                 int ret;
3861
3862                 fs_path_reset(fs_path);
3863                 ret = get_first_ref(root, ino, &parent, &parent_gen, fs_path);
3864                 if (ret < 0)
3865                         return ret;
3866                 if (parent == ino1)
3867                         return parent_gen == ino1_gen;
3868                 ino = parent;
3869         }
3870         return 0;
3871 }
3872
3873 /*
3874  * Check if inode ino1 is an ancestor of inode ino2 in the given root for any
3875  * possible path (in case ino2 is not a directory and has multiple hard links).
3876  * Return 1 if true, 0 if false and < 0 on error.
3877  */
3878 static int is_ancestor(struct btrfs_root *root,
3879                        const u64 ino1,
3880                        const u64 ino1_gen,
3881                        const u64 ino2,
3882                        struct fs_path *fs_path)
3883 {
3884         bool free_fs_path = false;
3885         int ret = 0;
3886         int iter_ret = 0;
3887         struct btrfs_path *path = NULL;
3888         struct btrfs_key key;
3889
3890         if (!fs_path) {
3891                 fs_path = fs_path_alloc();
3892                 if (!fs_path)
3893                         return -ENOMEM;
3894                 free_fs_path = true;
3895         }
3896
3897         path = alloc_path_for_send();
3898         if (!path) {
3899                 ret = -ENOMEM;
3900                 goto out;
3901         }
3902
3903         key.objectid = ino2;
3904         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
3905         key.offset = 0;
3906
3907         btrfs_for_each_slot(root, &key, &key, path, iter_ret) {
3908                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
3909                 int slot = path->slots[0];
3910                 u32 cur_offset = 0;
3911                 u32 item_size;
3912
3913                 if (key.objectid != ino2)
3914                         break;
3915                 if (key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
3916                     key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
3917                         break;
3918
3919                 item_size = btrfs_item_size(leaf, slot);
3920                 while (cur_offset < item_size) {
3921                         u64 parent;
3922                         u64 parent_gen;
3923
3924                         if (key.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3925                                 unsigned long ptr;
3926                                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3927
3928                                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot);
3929                                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)
3930                                         (ptr + cur_offset);
3931                                 parent = btrfs_inode_extref_parent(leaf,
3932                                                                    extref);
3933                                 cur_offset += sizeof(*extref);
3934                                 cur_offset += btrfs_inode_extref_name_len(leaf,
3935                                                                   extref);
3936                         } else {
3937                                 parent = key.offset;
3938                                 cur_offset = item_size;
3939                         }
3940
3941                         ret = get_inode_gen(root, parent, &parent_gen);
3942                         if (ret < 0)
3943                                 goto out;
3944                         ret = check_ino_in_path(root, ino1, ino1_gen,
3945                                                 parent, parent_gen, fs_path);
3946                         if (ret)
3947                                 goto out;
3948                 }
3949         }
3950         ret = 0;
3951         if (iter_ret < 0)
3952                 ret = iter_ret;
3953
3954 out:
3955         btrfs_free_path(path);
3956         if (free_fs_path)
3957                 fs_path_free(fs_path);
3958         return ret;
3959 }
3960
3961 static int wait_for_parent_move(struct send_ctx *sctx,
3962                                 struct recorded_ref *parent_ref,
3963                                 const bool is_orphan)
3964 {
3965         int ret = 0;
3966         u64 ino = parent_ref->dir;
3967         u64 ino_gen = parent_ref->dir_gen;
3968         u64 parent_ino_before, parent_ino_after;
3969         struct fs_path *path_before = NULL;
3970         struct fs_path *path_after = NULL;
3971         int len1, len2;
3972
3973         path_after = fs_path_alloc();
3974         path_before = fs_path_alloc();
3975         if (!path_after || !path_before) {
3976                 ret = -ENOMEM;
3977                 goto out;
3978         }
3979
3980         /*
3981          * Our current directory inode may not yet be renamed/moved because some
3982          * ancestor (immediate or not) has to be renamed/moved first. So find if
3983          * such ancestor exists and make sure our own rename/move happens after
3984          * that ancestor is processed to avoid path build infinite loops (done
3985          * at get_cur_path()).
3986          */
3987         while (ino > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3988                 u64 parent_ino_after_gen;
3989
3990                 if (is_waiting_for_move(sctx, ino)) {
3991                         /*
3992                          * If the current inode is an ancestor of ino in the
3993                          * parent root, we need to delay the rename of the
3994                          * current inode, otherwise don't delayed the rename
3995                          * because we can end up with a circular dependency
3996                          * of renames, resulting in some directories never
3997                          * getting the respective rename operations issued in
3998                          * the send stream or getting into infinite path build
3999                          * loops.
4000                          */
4001                         ret = is_ancestor(sctx->parent_root,
4002                                           sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4003                                           ino, path_before);
4004                         if (ret)
4005                                 break;
4006                 }
4007
4008                 fs_path_reset(path_before);
4009                 fs_path_reset(path_after);
4010
4011                 ret = get_first_ref(sctx->send_root, ino, &parent_ino_after,
4012                                     &parent_ino_after_gen, path_after);
4013                 if (ret < 0)
4014                         goto out;
4015                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino, &parent_ino_before,
4016                                     NULL, path_before);
4017                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT) {
4018                         goto out;
4019                 } else if (ret == -ENOENT) {
4020                         ret = 0;
4021                         break;
4022                 }
4023
4024                 len1 = fs_path_len(path_before);
4025                 len2 = fs_path_len(path_after);
4026                 if (ino > sctx->cur_ino &&
4027                     (parent_ino_before != parent_ino_after || len1 != len2 ||
4028                      memcmp(path_before->start, path_after->start, len1))) {
4029                         u64 parent_ino_gen;
4030
4031                         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, ino, &parent_ino_gen);
4032                         if (ret < 0)
4033                                 goto out;
4034                         if (ino_gen == parent_ino_gen) {
4035                                 ret = 1;
4036                                 break;
4037                         }
4038                 }
4039                 ino = parent_ino_after;
4040                 ino_gen = parent_ino_after_gen;
4041         }
4042
4043 out:
4044         fs_path_free(path_before);
4045         fs_path_free(path_after);
4046
4047         if (ret == 1) {
4048                 ret = add_pending_dir_move(sctx,
4049                                            sctx->cur_ino,
4050                                            sctx->cur_inode_gen,
4051                                            ino,
4052                                            &sctx->new_refs,
4053                                            &sctx->deleted_refs,
4054                                            is_orphan);
4055                 if (!ret)
4056                         ret = 1;
4057         }
4058
4059         return ret;
4060 }
4061
4062 static int update_ref_path(struct send_ctx *sctx, struct recorded_ref *ref)
4063 {
4064         int ret;
4065         struct fs_path *new_path;
4066
4067         /*
4068          * Our reference's name member points to its full_path member string, so
4069          * we use here a new path.
4070          */
4071         new_path = fs_path_alloc();
4072         if (!new_path)
4073                 return -ENOMEM;
4074
4075         ret = get_cur_path(sctx, ref->dir, ref->dir_gen, new_path);
4076         if (ret < 0) {
4077                 fs_path_free(new_path);
4078                 return ret;
4079         }
4080         ret = fs_path_add(new_path, ref->name, ref->name_len);
4081         if (ret < 0) {
4082                 fs_path_free(new_path);
4083                 return ret;
4084         }
4085
4086         fs_path_free(ref->full_path);
4087         set_ref_path(ref, new_path);
4088
4089         return 0;
4090 }
4091
4092 /*
4093  * When processing the new references for an inode we may orphanize an existing
4094  * directory inode because its old name conflicts with one of the new references
4095  * of the current inode. Later, when processing another new reference of our
4096  * inode, we might need to orphanize another inode, but the path we have in the
4097  * reference reflects the pre-orphanization name of the directory we previously
4098  * orphanized. For example:
4099  *
4100  * parent snapshot looks like:
4101  *
4102  * .                                     (ino 256)
4103  * |----- f1                             (ino 257)
4104  * |----- f2                             (ino 258)
4105  * |----- d1/                            (ino 259)
4106  *        |----- d2/                     (ino 260)
4107  *
4108  * send snapshot looks like:
4109  *
4110  * .                                     (ino 256)
4111  * |----- d1                             (ino 258)
4112  * |----- f2/                            (ino 259)
4113  *        |----- f2_link/                (ino 260)
4114  *        |       |----- f1              (ino 257)
4115  *        |
4116  *        |----- d2                      (ino 258)
4117  *
4118  * When processing inode 257 we compute the name for inode 259 as "d1", and we
4119  * cache it in the name cache. Later when we start processing inode 258, when
4120  * collecting all its new references we set a full path of "d1/d2" for its new
4121  * reference with name "d2". When we start processing the new references we
4122  * start by processing the new reference with name "d1", and this results in
4123  * orphanizing inode 259, since its old reference causes a conflict. Then we
4124  * move on the next new reference, with name "d2", and we find out we must
4125  * orphanize inode 260, as its old reference conflicts with ours - but for the
4126  * orphanization we use a source path corresponding to the path we stored in the
4127  * new reference, which is "d1/d2" and not "o259-6-0/d2" - this makes the
4128  * receiver fail since the path component "d1/" no longer exists, it was renamed
4129  * to "o259-6-0/" when processing the previous new reference. So in this case we
4130  * must recompute the path in the new reference and use it for the new
4131  * orphanization operation.
4132  */
4133 static int refresh_ref_path(struct send_ctx *sctx, struct recorded_ref *ref)
4134 {
4135         char *name;
4136         int ret;
4137
4138         name = kmemdup(ref->name, ref->name_len, GFP_KERNEL);
4139         if (!name)
4140                 return -ENOMEM;
4141
4142         fs_path_reset(ref->full_path);
4143         ret = get_cur_path(sctx, ref->dir, ref->dir_gen, ref->full_path);
4144         if (ret < 0)
4145                 goto out;
4146
4147         ret = fs_path_add(ref->full_path, name, ref->name_len);
4148         if (ret < 0)
4149                 goto out;
4150
4151         /* Update the reference's base name pointer. */
4152         set_ref_path(ref, ref->full_path);
4153 out:
4154         kfree(name);
4155         return ret;
4156 }
4157
4158 /*
4159  * This does all the move/link/unlink/rmdir magic.
4160  */
4161 static int process_recorded_refs(struct send_ctx *sctx, int *pending_move)
4162 {
4163         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
4164         int ret = 0;
4165         struct recorded_ref *cur;
4166         struct recorded_ref *cur2;
4167         LIST_HEAD(check_dirs);
4168         struct fs_path *valid_path = NULL;
4169         u64 ow_inode = 0;
4170         u64 ow_gen;
4171         u64 ow_mode;
4172         int did_overwrite = 0;
4173         int is_orphan = 0;
4174         u64 last_dir_ino_rm = 0;
4175         bool can_rename = true;
4176         bool orphanized_dir = false;
4177         bool orphanized_ancestor = false;
4178
4179         btrfs_debug(fs_info, "process_recorded_refs %llu", sctx->cur_ino);
4180
4181         /*
4182          * This should never happen as the root dir always has the same ref
4183          * which is always '..'
4184          */
4185         BUG_ON(sctx->cur_ino <= BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID);
4186
4187         valid_path = fs_path_alloc();
4188         if (!valid_path) {
4189                 ret = -ENOMEM;
4190                 goto out;
4191         }
4192
4193         /*
4194          * First, check if the first ref of the current inode was overwritten
4195          * before. If yes, we know that the current inode was already orphanized
4196          * and thus use the orphan name. If not, we can use get_cur_path to
4197          * get the path of the first ref as it would like while receiving at
4198          * this point in time.
4199          * New inodes are always orphan at the beginning, so force to use the
4200          * orphan name in this case.
4201          * The first ref is stored in valid_path and will be updated if it
4202          * gets moved around.
4203          */
4204         if (!sctx->cur_inode_new) {
4205                 ret = did_overwrite_first_ref(sctx, sctx->cur_ino,
4206                                 sctx->cur_inode_gen);
4207                 if (ret < 0)
4208                         goto out;
4209                 if (ret)
4210                         did_overwrite = 1;
4211         }
4212         if (sctx->cur_inode_new || did_overwrite) {
4213                 ret = gen_unique_name(sctx, sctx->cur_ino,
4214                                 sctx->cur_inode_gen, valid_path);
4215                 if (ret < 0)
4216                         goto out;
4217                 is_orphan = 1;
4218         } else {
4219                 ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4220                                 valid_path);
4221                 if (ret < 0)
4222                         goto out;
4223         }
4224
4225         /*
4226          * Before doing any rename and link operations, do a first pass on the
4227          * new references to orphanize any unprocessed inodes that may have a
4228          * reference that conflicts with one of the new references of the current
4229          * inode. This needs to happen first because a new reference may conflict
4230          * with the old reference of a parent directory, so we must make sure
4231          * that the path used for link and rename commands don't use an
4232          * orphanized name when an ancestor was not yet orphanized.
4233          *
4234          * Example:
4235          *
4236          * Parent snapshot:
4237          *
4238          * .                                                      (ino 256)
4239          * |----- testdir/                                        (ino 259)
4240          * |          |----- a                                    (ino 257)
4241          * |
4242          * |----- b                                               (ino 258)
4243          *
4244          * Send snapshot:
4245          *
4246          * .                                                      (ino 256)
4247          * |----- testdir_2/                                      (ino 259)
4248          * |          |----- a                                    (ino 260)
4249          * |
4250          * |----- testdir                                         (ino 257)
4251          * |----- b                                               (ino 257)
4252          * |----- b2                                              (ino 258)
4253          *
4254          * Processing the new reference for inode 257 with name "b" may happen
4255          * before processing the new reference with name "testdir". If so, we
4256          * must make sure that by the time we send a link command to create the
4257          * hard link "b", inode 259 was already orphanized, since the generated
4258          * path in "valid_path" already contains the orphanized name for 259.
4259          * We are processing inode 257, so only later when processing 259 we do
4260          * the rename operation to change its temporary (orphanized) name to
4261          * "testdir_2".
4262          */
4263         list_for_each_entry(cur, &sctx->new_refs, list) {
4264                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen, NULL, NULL);
4265                 if (ret < 0)
4266                         goto out;
4267                 if (ret == inode_state_will_create)
4268                         continue;
4269
4270                 /*
4271                  * Check if this new ref would overwrite the first ref of another
4272                  * unprocessed inode. If yes, orphanize the overwritten inode.
4273                  * If we find an overwritten ref that is not the first ref,
4274                  * simply unlink it.
4275                  */
4276                 ret = will_overwrite_ref(sctx, cur->dir, cur->dir_gen,
4277                                 cur->name, cur->name_len,
4278                                 &ow_inode, &ow_gen, &ow_mode);
4279                 if (ret < 0)
4280                         goto out;
4281                 if (ret) {
4282                         ret = is_first_ref(sctx->parent_root,
4283                                            ow_inode, cur->dir, cur->name,
4284                                            cur->name_len);
4285                         if (ret < 0)
4286                                 goto out;
4287                         if (ret) {
4288                                 struct name_cache_entry *nce;
4289                                 struct waiting_dir_move *wdm;
4290
4291                                 if (orphanized_dir) {
4292                                         ret = refresh_ref_path(sctx, cur);
4293                                         if (ret < 0)
4294                                                 goto out;
4295                                 }
4296
4297                                 ret = orphanize_inode(sctx, ow_inode, ow_gen,
4298                                                 cur->full_path);
4299                                 if (ret < 0)
4300                                         goto out;
4301                                 if (S_ISDIR(ow_mode))
4302                                         orphanized_dir = true;
4303
4304                                 /*
4305                                  * If ow_inode has its rename operation delayed
4306                                  * make sure that its orphanized name is used in
4307                                  * the source path when performing its rename
4308                                  * operation.
4309                                  */
4310                                 wdm = get_waiting_dir_move(sctx, ow_inode);
4311                                 if (wdm)
4312                                         wdm->orphanized = true;
4313
4314                                 /*
4315                                  * Make sure we clear our orphanized inode's
4316                                  * name from the name cache. This is because the
4317                                  * inode ow_inode might be an ancestor of some
4318                                  * other inode that will be orphanized as well
4319                                  * later and has an inode number greater than
4320                                  * sctx->send_progress. We need to prevent
4321                                  * future name lookups from using the old name
4322                                  * and get instead the orphan name.
4323                                  */
4324                                 nce = name_cache_search(sctx, ow_inode, ow_gen);
4325                                 if (nce)
4326                                         btrfs_lru_cache_remove(&sctx->name_cache,
4327                                                                &nce->entry);
4328
4329                                 /*
4330                                  * ow_inode might currently be an ancestor of
4331                                  * cur_ino, therefore compute valid_path (the
4332                                  * current path of cur_ino) again because it
4333                                  * might contain the pre-orphanization name of
4334                                  * ow_inode, which is no longer valid.
4335                                  */
4336                                 ret = is_ancestor(sctx->parent_root,
4337                                                   ow_inode, ow_gen,
4338                                                   sctx->cur_ino, NULL);
4339                                 if (ret > 0) {
4340                                         orphanized_ancestor = true;
4341                                         fs_path_reset(valid_path);
4342                                         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino,
4343                                                            sctx->cur_inode_gen,
4344                                                            valid_path);
4345                                 }
4346                                 if (ret < 0)
4347                                         goto out;
4348                         } else {
4349                                 /*
4350                                  * If we previously orphanized a directory that
4351                                  * collided with a new reference that we already
4352                                  * processed, recompute the current path because
4353                                  * that directory may be part of the path.
4354                                  */
4355                                 if (orphanized_dir) {
4356                                         ret = refresh_ref_path(sctx, cur);
4357                                         if (ret < 0)
4358                                                 goto out;
4359                                 }
4360                                 ret = send_unlink(sctx, cur->full_path);
4361                                 if (ret < 0)
4362                                         goto out;
4363                         }
4364                 }
4365
4366         }
4367
4368         list_for_each_entry(cur, &sctx->new_refs, list) {
4369                 /*
4370                  * We may have refs where the parent directory does not exist
4371                  * yet. This happens if the parent directories inum is higher
4372                  * than the current inum. To handle this case, we create the
4373                  * parent directory out of order. But we need to check if this
4374                  * did already happen before due to other refs in the same dir.
4375                  */
4376                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen, NULL, NULL);
4377                 if (ret < 0)
4378                         goto out;
4379                 if (ret == inode_state_will_create) {
4380                         ret = 0;
4381                         /*
4382                          * First check if any of the current inodes refs did
4383                          * already create the dir.
4384                          */
4385                         list_for_each_entry(cur2, &sctx->new_refs, list) {
4386                                 if (cur == cur2)
4387                                         break;
4388                                 if (cur2->dir == cur->dir) {
4389                                         ret = 1;
4390                                         break;
4391                                 }
4392                         }
4393
4394                         /*
4395                          * If that did not happen, check if a previous inode
4396                          * did already create the dir.
4397                          */
4398                         if (!ret)
4399                                 ret = did_create_dir(sctx, cur->dir);
4400                         if (ret < 0)
4401                                 goto out;
4402                         if (!ret) {
4403                                 ret = send_create_inode(sctx, cur->dir);
4404                                 if (ret < 0)
4405                                         goto out;
4406                                 cache_dir_created(sctx, cur->dir);
4407                         }
4408                 }
4409
4410                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->parent_root) {
4411                         ret = wait_for_dest_dir_move(sctx, cur, is_orphan);
4412                         if (ret < 0)
4413                                 goto out;
4414                         if (ret == 1) {
4415                                 can_rename = false;
4416                                 *pending_move = 1;
4417                         }
4418                 }
4419
4420                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->parent_root &&
4421                     can_rename) {
4422                         ret = wait_for_parent_move(sctx, cur, is_orphan);
4423                         if (ret < 0)
4424                                 goto out;
4425                         if (ret == 1) {
4426                                 can_rename = false;
4427                                 *pending_move = 1;
4428                         }
4429                 }
4430
4431                 /*
4432                  * link/move the ref to the new place. If we have an orphan
4433                  * inode, move it and update valid_path. If not, link or move
4434                  * it depending on the inode mode.
4435                  */
4436                 if (is_orphan && can_rename) {
4437                         ret = send_rename(sctx, valid_path, cur->full_path);
4438                         if (ret < 0)
4439                                 goto out;
4440                         is_orphan = 0;
4441                         ret = fs_path_copy(valid_path, cur->full_path);
4442                         if (ret < 0)
4443                                 goto out;
4444                 } else if (can_rename) {
4445                         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
4446                                 /*
4447                                  * Dirs can't be linked, so move it. For moved
4448                                  * dirs, we always have one new and one deleted
4449                                  * ref. The deleted ref is ignored later.
4450                                  */
4451                                 ret = send_rename(sctx, valid_path,
4452                                                   cur->full_path);
4453                                 if (!ret)
4454                                         ret = fs_path_copy(valid_path,
4455                                                            cur->full_path);
4456                                 if (ret < 0)
4457                                         goto out;
4458                         } else {
4459                                 /*
4460                                  * We might have previously orphanized an inode
4461                                  * which is an ancestor of our current inode,
4462                                  * so our reference's full path, which was
4463                                  * computed before any such orphanizations, must
4464                                  * be updated.
4465                                  */
4466                                 if (orphanized_dir) {
4467                                         ret = update_ref_path(sctx, cur);
4468                                         if (ret < 0)
4469                                                 goto out;
4470                                 }
4471                                 ret = send_link(sctx, cur->full_path,
4472                                                 valid_path);
4473                                 if (ret < 0)
4474                                         goto out;
4475                         }
4476                 }
4477                 ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4478                 if (ret < 0)
4479                         goto out;
4480         }
4481
4482         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->cur_inode_deleted) {
4483                 /*
4484                  * Check if we can already rmdir the directory. If not,
4485                  * orphanize it. For every dir item inside that gets deleted
4486                  * later, we do this check again and rmdir it then if possible.
4487                  * See the use of check_dirs for more details.
4488                  */
4489                 ret = can_rmdir(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen);
4490                 if (ret < 0)
4491                         goto out;
4492                 if (ret) {
4493                         ret = send_rmdir(sctx, valid_path);
4494                         if (ret < 0)
4495                                 goto out;
4496                 } else if (!is_orphan) {
4497                         ret = orphanize_inode(sctx, sctx->cur_ino,
4498                                         sctx->cur_inode_gen, valid_path);
4499                         if (ret < 0)
4500                                 goto out;
4501                         is_orphan = 1;
4502                 }
4503
4504                 list_for_each_entry(cur, &sctx->deleted_refs, list) {
4505                         ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4506                         if (ret < 0)
4507                                 goto out;
4508                 }
4509         } else if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) &&
4510                    !list_empty(&sctx->deleted_refs)) {
4511                 /*
4512                  * We have a moved dir. Add the old parent to check_dirs
4513                  */
4514                 cur = list_entry(sctx->deleted_refs.next, struct recorded_ref,
4515                                 list);
4516                 ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4517                 if (ret < 0)
4518                         goto out;
4519         } else if (!S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
4520                 /*
4521                  * We have a non dir inode. Go through all deleted refs and
4522                  * unlink them if they were not already overwritten by other
4523                  * inodes.
4524                  */
4525                 list_for_each_entry(cur, &sctx->deleted_refs, list) {
4526                         ret = did_overwrite_ref(sctx, cur->dir, cur->dir_gen,
4527                                         sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4528                                         cur->name, cur->name_len);
4529                         if (ret < 0)
4530                                 goto out;
4531                         if (!ret) {
4532                                 /*
4533                                  * If we orphanized any ancestor before, we need
4534                                  * to recompute the full path for deleted names,
4535                                  * since any such path was computed before we
4536                                  * processed any references and orphanized any
4537                                  * ancestor inode.
4538                                  */
4539                                 if (orphanized_ancestor) {
4540                                         ret = update_ref_path(sctx, cur);
4541                                         if (ret < 0)
4542                                                 goto out;
4543                                 }
4544                                 ret = send_unlink(sctx, cur->full_path);
4545                                 if (ret < 0)
4546                                         goto out;
4547                         }
4548                         ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4549                         if (ret < 0)
4550                                 goto out;
4551                 }
4552                 /*
4553                  * If the inode is still orphan, unlink the orphan. This may
4554                  * happen when a previous inode did overwrite the first ref
4555                  * of this inode and no new refs were added for the current
4556                  * inode. Unlinking does not mean that the inode is deleted in
4557                  * all cases. There may still be links to this inode in other
4558                  * places.
4559                  */
4560                 if (is_orphan) {
4561                         ret = send_unlink(sctx, valid_path);
4562                         if (ret < 0)
4563                                 goto out;
4564                 }
4565         }
4566
4567         /*
4568          * We did collect all parent dirs where cur_inode was once located. We
4569          * now go through all these dirs and check if they are pending for
4570          * deletion and if it's finally possible to perform the rmdir now.
4571          * We also update the inode stats of the parent dirs here.
4572          */
4573         list_for_each_entry(cur, &check_dirs, list) {
4574                 /*
4575                  * In case we had refs into dirs that were not processed yet,
4576                  * we don't need to do the utime and rmdir logic for these dirs.
4577                  * The dir will be processed later.
4578                  */
4579                 if (cur->dir > sctx->cur_ino)
4580                         continue;
4581
4582                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen, NULL, NULL);
4583                 if (ret < 0)
4584                         goto out;
4585
4586                 if (ret == inode_state_did_create ||
4587                     ret == inode_state_no_change) {
4588                         ret = cache_dir_utimes(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
4589                         if (ret < 0)
4590                                 goto out;
4591                 } else if (ret == inode_state_did_delete &&
4592                            cur->dir != last_dir_ino_rm) {
4593                         ret = can_rmdir(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
4594                         if (ret < 0)
4595                                 goto out;
4596                         if (ret) {
4597                                 ret = get_cur_path(sctx, cur->dir,
4598                                                    cur->dir_gen, valid_path);
4599                                 if (ret < 0)
4600                                         goto out;
4601                                 ret = send_rmdir(sctx, valid_path);
4602                                 if (ret < 0)
4603                                         goto out;
4604                                 last_dir_ino_rm = cur->dir;
4605                         }
4606                 }
4607         }
4608
4609         ret = 0;
4610
4611 out:
4612         __free_recorded_refs(&check_dirs);
4613         free_recorded_refs(sctx);
4614         fs_path_free(valid_path);
4615         return ret;
4616 }
4617
4618 static int rbtree_ref_comp(const void *k, const struct rb_node *node)
4619 {
4620         const struct recorded_ref *data = k;
4621         const struct recorded_ref *ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4622         int result;
4623
4624         if (data->dir > ref->dir)
4625                 return 1;
4626         if (data->dir < ref->dir)
4627                 return -1;
4628         if (data->dir_gen > ref->dir_gen)
4629                 return 1;
4630         if (data->dir_gen < ref->dir_gen)
4631                 return -1;
4632         if (data->name_len > ref->name_len)
4633                 return 1;
4634         if (data->name_len < ref->name_len)
4635                 return -1;
4636         result = strcmp(data->name, ref->name);
4637         if (result > 0)
4638                 return 1;
4639         if (result < 0)
4640                 return -1;
4641         return 0;
4642 }
4643
4644 static bool rbtree_ref_less(struct rb_node *node, const struct rb_node *parent)
4645 {
4646         const struct recorded_ref *entry = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4647
4648         return rbtree_ref_comp(entry, parent) < 0;
4649 }
4650
4651 static int record_ref_in_tree(struct rb_root *root, struct list_head *refs,
4652                               struct fs_path *name, u64 dir, u64 dir_gen,
4653                               struct send_ctx *sctx)
4654 {
4655         int ret = 0;
4656         struct fs_path *path = NULL;
4657         struct recorded_ref *ref = NULL;
4658
4659         path = fs_path_alloc();
4660         if (!path) {
4661                 ret = -ENOMEM;
4662                 goto out;
4663         }
4664
4665         ref = recorded_ref_alloc();
4666         if (!ref) {
4667                 ret = -ENOMEM;
4668                 goto out;
4669         }
4670
4671         ret = get_cur_path(sctx, dir, dir_gen, path);
4672         if (ret < 0)
4673                 goto out;
4674         ret = fs_path_add_path(path, name);
4675         if (ret < 0)
4676                 goto out;
4677
4678         ref->dir = dir;
4679         ref->dir_gen = dir_gen;
4680         set_ref_path(ref, path);
4681         list_add_tail(&ref->list, refs);
4682         rb_add(&ref->node, root, rbtree_ref_less);
4683         ref->root = root;
4684 out:
4685         if (ret) {
4686                 if (path && (!ref || !ref->full_path))
4687                         fs_path_free(path);
4688                 recorded_ref_free(ref);
4689         }
4690         return ret;
4691 }
4692
4693 static int record_new_ref_if_needed(int num, u64 dir, int index,
4694                                     struct fs_path *name, void *ctx)
4695 {
4696         int ret = 0;
4697         struct send_ctx *sctx = ctx;
4698         struct rb_node *node = NULL;
4699         struct recorded_ref data;
4700         struct recorded_ref *ref;
4701         u64 dir_gen;
4702
4703         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, dir, &dir_gen);
4704         if (ret < 0)
4705                 goto out;
4706
4707         data.dir = dir;
4708         data.dir_gen = dir_gen;
4709         set_ref_path(&data, name);
4710         node = rb_find(&data, &sctx->rbtree_deleted_refs, rbtree_ref_comp);
4711         if (node) {
4712                 ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4713                 recorded_ref_free(ref);
4714         } else {
4715                 ret = record_ref_in_tree(&sctx->rbtree_new_refs,
4716                                          &sctx->new_refs, name, dir, dir_gen,
4717                                          sctx);
4718         }
4719 out:
4720         return ret;
4721 }
4722
4723 static int record_deleted_ref_if_needed(int num, u64 dir, int index,
4724                                         struct fs_path *name, void *ctx)
4725 {
4726         int ret = 0;
4727         struct send_ctx *sctx = ctx;
4728         struct rb_node *node = NULL;
4729         struct recorded_ref data;
4730         struct recorded_ref *ref;
4731         u64 dir_gen;
4732
4733         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, dir, &dir_gen);
4734         if (ret < 0)
4735                 goto out;
4736
4737         data.dir = dir;
4738         data.dir_gen = dir_gen;
4739         set_ref_path(&data, name);
4740         node = rb_find(&data, &sctx->rbtree_new_refs, rbtree_ref_comp);
4741         if (node) {
4742                 ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4743                 recorded_ref_free(ref);
4744         } else {
4745                 ret = record_ref_in_tree(&sctx->rbtree_deleted_refs,
4746                                          &sctx->deleted_refs, name, dir,
4747                                          dir_gen, sctx);
4748         }
4749 out:
4750         return ret;
4751 }
4752
4753 static int record_new_ref(struct send_ctx *sctx)
4754 {
4755         int ret;
4756
4757         ret = iterate_inode_ref(sctx->send_root, sctx->left_path,
4758                                 sctx->cmp_key, 0, record_new_ref_if_needed, sctx);
4759         if (ret < 0)
4760                 goto out;
4761         ret = 0;
4762
4763 out:
4764         return ret;
4765 }
4766
4767 static int record_deleted_ref(struct send_ctx *sctx)
4768 {
4769         int ret;
4770
4771         ret = iterate_inode_ref(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4772                                 sctx->cmp_key, 0, record_deleted_ref_if_needed,
4773                                 sctx);
4774         if (ret < 0)
4775                 goto out;
4776         ret = 0;
4777
4778 out:
4779         return ret;
4780 }
4781
4782 static int record_changed_ref(struct send_ctx *sctx)
4783 {
4784         int ret = 0;
4785
4786         ret = iterate_inode_ref(sctx->send_root, sctx->left_path,
4787                         sctx->cmp_key, 0, record_new_ref_if_needed, sctx);
4788         if (ret < 0)
4789                 goto out;
4790         ret = iterate_inode_ref(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4791                         sctx->cmp_key, 0, record_deleted_ref_if_needed, sctx);
4792         if (ret < 0)
4793                 goto out;
4794         ret = 0;
4795
4796 out:
4797         return ret;
4798 }
4799
4800 /*
4801  * Record and process all refs at once. Needed when an inode changes the
4802  * generation number, which means that it was deleted and recreated.
4803  */
4804 static int process_all_refs(struct send_ctx *sctx,
4805                             enum btrfs_compare_tree_result cmd)
4806 {
4807         int ret = 0;
4808         int iter_ret = 0;
4809         struct btrfs_root *root;
4810         struct btrfs_path *path;
4811         struct btrfs_key key;
4812         struct btrfs_key found_key;
4813         iterate_inode_ref_t cb;
4814         int pending_move = 0;
4815
4816         path = alloc_path_for_send();
4817         if (!path)
4818                 return -ENOMEM;
4819
4820         if (cmd == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW) {
4821                 root = sctx->send_root;
4822                 cb = record_new_ref_if_needed;
4823         } else if (cmd == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED) {
4824                 root = sctx->parent_root;
4825                 cb = record_deleted_ref_if_needed;
4826         } else {
4827                 btrfs_err(sctx->send_root->fs_info,
4828                                 "Wrong command %d in process_all_refs", cmd);
4829                 ret = -EINVAL;
4830                 goto out;
4831         }
4832
4833         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
4834         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
4835         key.offset = 0;
4836         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
4837                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
4838                     (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
4839                      found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY))
4840                         break;
4841
4842                 ret = iterate_inode_ref(root, path, &found_key, 0, cb, sctx);
4843                 if (ret < 0)
4844                         goto out;
4845         }
4846         /* Catch error found during iteration */
4847         if (iter_ret < 0) {
4848                 ret = iter_ret;
4849                 goto out;
4850         }
4851         btrfs_release_path(path);
4852
4853         /*
4854          * We don't actually care about pending_move as we are simply
4855          * re-creating this inode and will be rename'ing it into place once we
4856          * rename the parent directory.
4857          */
4858         ret = process_recorded_refs(sctx, &pending_move);
4859 out:
4860         btrfs_free_path(path);
4861         return ret;
4862 }
4863
4864 static int send_set_xattr(struct send_ctx *sctx,
4865                           struct fs_path *path,
4866                           const char *name, int name_len,
4867                           const char *data, int data_len)
4868 {
4869         int ret = 0;
4870
4871         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SET_XATTR);
4872         if (ret < 0)
4873                 goto out;
4874
4875         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
4876         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_NAME, name, name_len);
4877         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_DATA, data, data_len);
4878
4879         ret = send_cmd(sctx);
4880
4881 tlv_put_failure:
4882 out:
4883         return ret;
4884 }
4885
4886 static int send_remove_xattr(struct send_ctx *sctx,
4887                           struct fs_path *path,
4888                           const char *name, int name_len)
4889 {
4890         int ret = 0;
4891
4892         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_REMOVE_XATTR);
4893         if (ret < 0)
4894                 goto out;
4895
4896         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
4897         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_NAME, name, name_len);
4898
4899         ret = send_cmd(sctx);
4900
4901 tlv_put_failure:
4902 out:
4903         return ret;
4904 }
4905
4906 static int __process_new_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
4907                                const char *name, int name_len, const char *data,
4908                                int data_len, void *ctx)
4909 {
4910         int ret;
4911         struct send_ctx *sctx = ctx;
4912         struct fs_path *p;
4913         struct posix_acl_xattr_header dummy_acl;
4914
4915         /* Capabilities are emitted by finish_inode_if_needed */
4916         if (!strncmp(name, XATTR_NAME_CAPS, name_len))
4917                 return 0;
4918
4919         p = fs_path_alloc();
4920         if (!p)
4921                 return -ENOMEM;
4922
4923         /*
4924          * This hack is needed because empty acls are stored as zero byte
4925          * data in xattrs. Problem with that is, that receiving these zero byte
4926          * acls will fail later. To fix this, we send a dummy acl list that
4927          * only contains the version number and no entries.
4928          */
4929         if (!strncmp(name, XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS, name_len) ||
4930             !strncmp(name, XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT, name_len)) {
4931                 if (data_len == 0) {
4932                         dummy_acl.a_version =
4933                                         cpu_to_le32(POSIX_ACL_XATTR_VERSION);
4934                         data = (char *)&dummy_acl;
4935                         data_len = sizeof(dummy_acl);
4936                 }
4937         }
4938
4939         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
4940         if (ret < 0)
4941                 goto out;
4942
4943         ret = send_set_xattr(sctx, p, name, name_len, data, data_len);
4944
4945 out:
4946         fs_path_free(p);
4947         return ret;
4948 }
4949
4950 static int __process_deleted_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
4951                                    const char *name, int name_len,
4952                                    const char *data, int data_len, void *ctx)
4953 {
4954         int ret;
4955         struct send_ctx *sctx = ctx;
4956         struct fs_path *p;
4957
4958         p = fs_path_alloc();
4959         if (!p)
4960                 return -ENOMEM;
4961
4962         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
4963         if (ret < 0)
4964                 goto out;
4965
4966         ret = send_remove_xattr(sctx, p, name, name_len);
4967
4968 out:
4969         fs_path_free(p);
4970         return ret;
4971 }
4972
4973 static int process_new_xattr(struct send_ctx *sctx)
4974 {
4975         int ret = 0;
4976
4977         ret = iterate_dir_item(sctx->send_root, sctx->left_path,
4978                                __process_new_xattr, sctx);
4979
4980         return ret;
4981 }
4982
4983 static int process_deleted_xattr(struct send_ctx *sctx)
4984 {
4985         return iterate_dir_item(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4986                                 __process_deleted_xattr, sctx);
4987 }
4988
4989 struct find_xattr_ctx {
4990         const char *name;
4991         int name_len;
4992         int found_idx;
4993         char *found_data;
4994         int found_data_len;
4995 };
4996
4997 static int __find_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key, const char *name,
4998                         int name_len, const char *data, int data_len, void *vctx)
4999 {
5000         struct find_xattr_ctx *ctx = vctx;
5001
5002         if (name_len == ctx->name_len &&
5003             strncmp(name, ctx->name, name_len) == 0) {
5004                 ctx->found_idx = num;
5005                 ctx->found_data_len = data_len;
5006                 ctx->found_data = kmemdup(data, data_len, GFP_KERNEL);
5007                 if (!ctx->found_data)
5008                         return -ENOMEM;
5009                 return 1;
5010         }
5011         return 0;
5012 }
5013
5014 static int find_xattr(struct btrfs_root *root,
5015                       struct btrfs_path *path,
5016                       struct btrfs_key *key,
5017                       const char *name, int name_len,
5018                       char **data, int *data_len)
5019 {
5020         int ret;
5021         struct find_xattr_ctx ctx;
5022
5023         ctx.name = name;
5024         ctx.name_len = name_len;
5025         ctx.found_idx = -1;
5026         ctx.found_data = NULL;
5027         ctx.found_data_len = 0;
5028
5029         ret = iterate_dir_item(root, path, __find_xattr, &ctx);
5030         if (ret < 0)
5031                 return ret;
5032
5033         if (ctx.found_idx == -1)
5034                 return -ENOENT;
5035         if (data) {
5036                 *data = ctx.found_data;
5037                 *data_len = ctx.found_data_len;
5038         } else {
5039                 kfree(ctx.found_data);
5040         }
5041         return ctx.found_idx;
5042 }
5043
5044
5045 static int __process_changed_new_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
5046                                        const char *name, int name_len,
5047                                        const char *data, int data_len,
5048                                        void *ctx)
5049 {
5050         int ret;
5051         struct send_ctx *sctx = ctx;
5052         char *found_data = NULL;
5053         int found_data_len  = 0;
5054
5055         ret = find_xattr(sctx->parent_root, sctx->right_path,
5056                          sctx->cmp_key, name, name_len, &found_data,
5057                          &found_data_len);
5058         if (ret == -ENOENT) {
5059                 ret = __process_new_xattr(num, di_key, name, name_len, data,
5060                                           data_len, ctx);
5061         } else if (ret >= 0) {
5062                 if (data_len != found_data_len ||
5063                     memcmp(data, found_data, data_len)) {
5064                         ret = __process_new_xattr(num, di_key, name, name_len,
5065                                                   data, data_len, ctx);
5066                 } else {
5067                         ret = 0;
5068                 }
5069         }
5070
5071         kfree(found_data);
5072         return ret;
5073 }
5074
5075 static int __process_changed_deleted_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
5076                                            const char *name, int name_len,
5077                                            const char *data, int data_len,
5078                                            void *ctx)
5079 {
5080         int ret;
5081         struct send_ctx *sctx = ctx;
5082
5083         ret = find_xattr(sctx->send_root, sctx->left_path, sctx->cmp_key,
5084                          name, name_len, NULL, NULL);
5085         if (ret == -ENOENT)
5086                 ret = __process_deleted_xattr(num, di_key, name, name_len, data,
5087                                               data_len, ctx);
5088         else if (ret >= 0)
5089                 ret = 0;
5090
5091         return ret;
5092 }
5093
5094 static int process_changed_xattr(struct send_ctx *sctx)
5095 {
5096         int ret = 0;
5097
5098         ret = iterate_dir_item(sctx->send_root, sctx->left_path,
5099                         __process_changed_new_xattr, sctx);
5100         if (ret < 0)
5101                 goto out;
5102         ret = iterate_dir_item(sctx->parent_root, sctx->right_path,
5103                         __process_changed_deleted_xattr, sctx);
5104
5105 out:
5106         return ret;
5107 }
5108
5109 static int process_all_new_xattrs(struct send_ctx *sctx)
5110 {
5111         int ret = 0;
5112         int iter_ret = 0;
5113         struct btrfs_root *root;
5114         struct btrfs_path *path;
5115         struct btrfs_key key;
5116         struct btrfs_key found_key;
5117
5118         path = alloc_path_for_send();
5119         if (!path)
5120                 return -ENOMEM;
5121
5122         root = sctx->send_root;
5123
5124         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
5125         key.type = BTRFS_XATTR_ITEM_KEY;
5126         key.offset = 0;
5127         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
5128                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
5129                     found_key.type != key.type) {
5130                         ret = 0;
5131                         break;
5132                 }
5133
5134                 ret = iterate_dir_item(root, path, __process_new_xattr, sctx);
5135                 if (ret < 0)
5136                         break;
5137         }
5138         /* Catch error found during iteration */
5139         if (iter_ret < 0)
5140                 ret = iter_ret;
5141
5142         btrfs_free_path(path);
5143         return ret;
5144 }
5145
5146 static int send_verity(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path,
5147                        struct fsverity_descriptor *desc)
5148 {
5149         int ret;
5150
5151         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENABLE_VERITY);
5152         if (ret < 0)
5153                 goto out;
5154
5155         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
5156         TLV_PUT_U8(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_ALGORITHM,
5157                         le8_to_cpu(desc->hash_algorithm));
5158         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_BLOCK_SIZE,
5159                         1U << le8_to_cpu(desc->log_blocksize));
5160         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_SALT_DATA, desc->salt,
5161                         le8_to_cpu(desc->salt_size));
5162         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_SIG_DATA, desc->signature,
5163                         le32_to_cpu(desc->sig_size));
5164
5165         ret = send_cmd(sctx);
5166
5167 tlv_put_failure:
5168 out:
5169         return ret;
5170 }
5171
5172 static int process_verity(struct send_ctx *sctx)
5173 {
5174         int ret = 0;
5175         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
5176         struct inode *inode;
5177         struct fs_path *p;
5178
5179         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, sctx->send_root);
5180         if (IS_ERR(inode))
5181                 return PTR_ERR(inode);
5182
5183         ret = btrfs_get_verity_descriptor(inode, NULL, 0);
5184         if (ret < 0)
5185                 goto iput;
5186
5187         if (ret > FS_VERITY_MAX_DESCRIPTOR_SIZE) {
5188                 ret = -EMSGSIZE;
5189                 goto iput;
5190         }
5191         if (!sctx->verity_descriptor) {
5192                 sctx->verity_descriptor = kvmalloc(FS_VERITY_MAX_DESCRIPTOR_SIZE,
5193                                                    GFP_KERNEL);
5194                 if (!sctx->verity_descriptor) {
5195                         ret = -ENOMEM;
5196                         goto iput;
5197                 }
5198         }
5199
5200         ret = btrfs_get_verity_descriptor(inode, sctx->verity_descriptor, ret);
5201         if (ret < 0)
5202                 goto iput;
5203
5204         p = fs_path_alloc();
5205         if (!p) {
5206                 ret = -ENOMEM;
5207                 goto iput;
5208         }
5209         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5210         if (ret < 0)
5211                 goto free_path;
5212
5213         ret = send_verity(sctx, p, sctx->verity_descriptor);
5214         if (ret < 0)
5215                 goto free_path;
5216
5217 free_path:
5218         fs_path_free(p);
5219 iput:
5220         iput(inode);
5221         return ret;
5222 }
5223
5224 static inline u64 max_send_read_size(const struct send_ctx *sctx)
5225 {
5226         return sctx->send_max_size - SZ_16K;
5227 }
5228
5229 static int put_data_header(struct send_ctx *sctx, u32 len)
5230 {
5231         if (WARN_ON_ONCE(sctx->put_data))
5232                 return -EINVAL;
5233         sctx->put_data = true;
5234         if (sctx->proto >= 2) {
5235                 /*
5236                  * Since v2, the data attribute header doesn't include a length,
5237                  * it is implicitly to the end of the command.
5238                  */
5239                 if (sctx->send_max_size - sctx->send_size < sizeof(__le16) + len)
5240                         return -EOVERFLOW;
5241                 put_unaligned_le16(BTRFS_SEND_A_DATA, sctx->send_buf + sctx->send_size);
5242                 sctx->send_size += sizeof(__le16);
5243         } else {
5244                 struct btrfs_tlv_header *hdr;
5245
5246                 if (sctx->send_max_size - sctx->send_size < sizeof(*hdr) + len)
5247                         return -EOVERFLOW;
5248                 hdr = (struct btrfs_tlv_header *)(sctx->send_buf + sctx->send_size);
5249                 put_unaligned_le16(BTRFS_SEND_A_DATA, &hdr->tlv_type);
5250                 put_unaligned_le16(len, &hdr->tlv_len);
5251                 sctx->send_size += sizeof(*hdr);
5252         }
5253         return 0;
5254 }
5255
5256 static int put_file_data(struct send_ctx *sctx, u64 offset, u32 len)
5257 {
5258         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5259         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5260         struct page *page;
5261         pgoff_t index = offset >> PAGE_SHIFT;
5262         pgoff_t last_index;
5263         unsigned pg_offset = offset_in_page(offset);
5264         int ret;
5265
5266         ret = put_data_header(sctx, len);
5267         if (ret)
5268                 return ret;
5269
5270         last_index = (offset + len - 1) >> PAGE_SHIFT;
5271
5272         while (index <= last_index) {
5273                 unsigned cur_len = min_t(unsigned, len,
5274                                          PAGE_SIZE - pg_offset);
5275
5276                 page = find_lock_page(sctx->cur_inode->i_mapping, index);
5277                 if (!page) {
5278                         page_cache_sync_readahead(sctx->cur_inode->i_mapping,
5279                                                   &sctx->ra, NULL, index,
5280                                                   last_index + 1 - index);
5281
5282                         page = find_or_create_page(sctx->cur_inode->i_mapping,
5283                                                    index, GFP_KERNEL);
5284                         if (!page) {
5285                                 ret = -ENOMEM;
5286                                 break;
5287                         }
5288                 }
5289
5290                 if (PageReadahead(page))
5291                         page_cache_async_readahead(sctx->cur_inode->i_mapping,
5292                                                    &sctx->ra, NULL, page_folio(page),
5293                                                    index, last_index + 1 - index);
5294
5295                 if (!PageUptodate(page)) {
5296                         btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
5297                         lock_page(page);
5298                         if (!PageUptodate(page)) {
5299                                 unlock_page(page);
5300                                 btrfs_err(fs_info,
5301                         "send: IO error at offset %llu for inode %llu root %llu",
5302                                         page_offset(page), sctx->cur_ino,
5303                                         sctx->send_root->root_key.objectid);
5304                                 put_page(page);
5305                                 ret = -EIO;
5306                                 break;
5307                         }
5308                 }
5309
5310                 memcpy_from_page(sctx->send_buf + sctx->send_size, page,
5311                                  pg_offset, cur_len);
5312                 unlock_page(page);
5313                 put_page(page);
5314                 index++;
5315                 pg_offset = 0;
5316                 len -= cur_len;
5317                 sctx->send_size += cur_len;
5318         }
5319
5320         return ret;
5321 }
5322
5323 /*
5324  * Read some bytes from the current inode/file and send a write command to
5325  * user space.
5326  */
5327 static int send_write(struct send_ctx *sctx, u64 offset, u32 len)
5328 {
5329         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
5330         int ret = 0;
5331         struct fs_path *p;
5332
5333         p = fs_path_alloc();
5334         if (!p)
5335                 return -ENOMEM;
5336
5337         btrfs_debug(fs_info, "send_write offset=%llu, len=%d", offset, len);
5338
5339         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_WRITE);
5340         if (ret < 0)
5341                 goto out;
5342
5343         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5344         if (ret < 0)
5345                 goto out;
5346
5347         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5348         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5349         ret = put_file_data(sctx, offset, len);
5350         if (ret < 0)
5351                 goto out;
5352
5353         ret = send_cmd(sctx);
5354
5355 tlv_put_failure:
5356 out:
5357         fs_path_free(p);
5358         return ret;
5359 }
5360
5361 /*
5362  * Send a clone command to user space.
5363  */
5364 static int send_clone(struct send_ctx *sctx,
5365                       u64 offset, u32 len,
5366                       struct clone_root *clone_root)
5367 {
5368         int ret = 0;
5369         struct fs_path *p;
5370         u64 gen;
5371
5372         btrfs_debug(sctx->send_root->fs_info,
5373                     "send_clone offset=%llu, len=%d, clone_root=%llu, clone_inode=%llu, clone_offset=%llu",
5374                     offset, len, clone_root->root->root_key.objectid,
5375                     clone_root->ino, clone_root->offset);
5376
5377         p = fs_path_alloc();
5378         if (!p)
5379                 return -ENOMEM;
5380
5381         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CLONE);
5382         if (ret < 0)
5383                 goto out;
5384
5385         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5386         if (ret < 0)
5387                 goto out;
5388
5389         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5390         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_LEN, len);
5391         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5392
5393         if (clone_root->root == sctx->send_root) {
5394                 ret = get_inode_gen(sctx->send_root, clone_root->ino, &gen);
5395                 if (ret < 0)
5396                         goto out;
5397                 ret = get_cur_path(sctx, clone_root->ino, gen, p);
5398         } else {
5399                 ret = get_inode_path(clone_root->root, clone_root->ino, p);
5400         }
5401         if (ret < 0)
5402                 goto out;
5403
5404         /*
5405          * If the parent we're using has a received_uuid set then use that as
5406          * our clone source as that is what we will look for when doing a
5407          * receive.
5408          *
5409          * This covers the case that we create a snapshot off of a received
5410          * subvolume and then use that as the parent and try to receive on a
5411          * different host.
5412          */
5413         if (!btrfs_is_empty_uuid(clone_root->root->root_item.received_uuid))
5414                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
5415                              clone_root->root->root_item.received_uuid);
5416         else
5417                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
5418                              clone_root->root->root_item.uuid);
5419         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_CTRANSID,
5420                     btrfs_root_ctransid(&clone_root->root->root_item));
5421         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_PATH, p);
5422         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_OFFSET,
5423                         clone_root->offset);
5424
5425         ret = send_cmd(sctx);
5426
5427 tlv_put_failure:
5428 out:
5429         fs_path_free(p);
5430         return ret;
5431 }
5432
5433 /*
5434  * Send an update extent command to user space.
5435  */
5436 static int send_update_extent(struct send_ctx *sctx,
5437                               u64 offset, u32 len)
5438 {
5439         int ret = 0;
5440         struct fs_path *p;
5441
5442         p = fs_path_alloc();
5443         if (!p)
5444                 return -ENOMEM;
5445
5446         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UPDATE_EXTENT);
5447         if (ret < 0)
5448                 goto out;
5449
5450         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5451         if (ret < 0)
5452                 goto out;
5453
5454         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5455         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5456         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_SIZE, len);
5457
5458         ret = send_cmd(sctx);
5459
5460 tlv_put_failure:
5461 out:
5462         fs_path_free(p);
5463         return ret;
5464 }
5465
5466 static int send_hole(struct send_ctx *sctx, u64 end)
5467 {
5468         struct fs_path *p = NULL;
5469         u64 read_size = max_send_read_size(sctx);
5470         u64 offset = sctx->cur_inode_last_extent;
5471         int ret = 0;
5472
5473         /*
5474          * A hole that starts at EOF or beyond it. Since we do not yet support
5475          * fallocate (for extent preallocation and hole punching), sending a
5476          * write of zeroes starting at EOF or beyond would later require issuing
5477          * a truncate operation which would undo the write and achieve nothing.
5478          */
5479         if (offset >= sctx->cur_inode_size)
5480                 return 0;
5481
5482         /*
5483          * Don't go beyond the inode's i_size due to prealloc extents that start
5484          * after the i_size.
5485          */
5486         end = min_t(u64, end, sctx->cur_inode_size);
5487
5488         if (sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_NO_FILE_DATA)
5489                 return send_update_extent(sctx, offset, end - offset);
5490
5491         p = fs_path_alloc();
5492         if (!p)
5493                 return -ENOMEM;
5494         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5495         if (ret < 0)
5496                 goto tlv_put_failure;
5497         while (offset < end) {
5498                 u64 len = min(end - offset, read_size);
5499
5500                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_WRITE);
5501                 if (ret < 0)
5502                         break;
5503                 TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5504                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5505                 ret = put_data_header(sctx, len);
5506                 if (ret < 0)
5507                         break;
5508                 memset(sctx->send_buf + sctx->send_size, 0, len);
5509                 sctx->send_size += len;
5510                 ret = send_cmd(sctx);
5511                 if (ret < 0)
5512                         break;
5513                 offset += len;
5514         }
5515         sctx->cur_inode_next_write_offset = offset;
5516 tlv_put_failure:
5517         fs_path_free(p);
5518         return ret;
5519 }
5520
5521 static int send_encoded_inline_extent(struct send_ctx *sctx,
5522                                       struct btrfs_path *path, u64 offset,
5523                                       u64 len)
5524 {
5525         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5526         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5527         struct inode *inode;
5528         struct fs_path *fspath;
5529         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5530         struct btrfs_key key;
5531         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5532         u64 ram_bytes;
5533         size_t inline_size;
5534         int ret;
5535
5536         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5537         if (IS_ERR(inode))
5538                 return PTR_ERR(inode);
5539
5540         fspath = fs_path_alloc();
5541         if (!fspath) {
5542                 ret = -ENOMEM;
5543                 goto out;
5544         }
5545
5546         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENCODED_WRITE);
5547         if (ret < 0)
5548                 goto out;
5549
5550         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5551         if (ret < 0)
5552                 goto out;
5553
5554         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
5555         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
5556         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei);
5557         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
5558
5559         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, fspath);
5560         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5561         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_FILE_LEN,
5562                     min(key.offset + ram_bytes - offset, len));
5563         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_LEN, ram_bytes);
5564         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_OFFSET, offset - key.offset);
5565         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
5566                                 btrfs_file_extent_compression(leaf, ei));
5567         if (ret < 0)
5568                 goto out;
5569         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_COMPRESSION, ret);
5570
5571         ret = put_data_header(sctx, inline_size);
5572         if (ret < 0)
5573                 goto out;
5574         read_extent_buffer(leaf, sctx->send_buf + sctx->send_size,
5575                            btrfs_file_extent_inline_start(ei), inline_size);
5576         sctx->send_size += inline_size;
5577
5578         ret = send_cmd(sctx);
5579
5580 tlv_put_failure:
5581 out:
5582         fs_path_free(fspath);
5583         iput(inode);
5584         return ret;
5585 }
5586
5587 static int send_encoded_extent(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
5588                                u64 offset, u64 len)
5589 {
5590         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5591         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5592         struct inode *inode;
5593         struct fs_path *fspath;
5594         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5595         struct btrfs_key key;
5596         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5597         u64 disk_bytenr, disk_num_bytes;
5598         u32 data_offset;
5599         struct btrfs_cmd_header *hdr;
5600         u32 crc;
5601         int ret;
5602
5603         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5604         if (IS_ERR(inode))
5605                 return PTR_ERR(inode);
5606
5607         fspath = fs_path_alloc();
5608         if (!fspath) {
5609                 ret = -ENOMEM;
5610                 goto out;
5611         }
5612
5613         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENCODED_WRITE);
5614         if (ret < 0)
5615                 goto out;
5616
5617         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5618         if (ret < 0)
5619                 goto out;
5620
5621         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
5622         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
5623         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
5624         disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, ei);
5625
5626         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, fspath);
5627         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5628         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_FILE_LEN,
5629                     min(key.offset + btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, ei) - offset,
5630                         len));
5631         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_LEN,
5632                     btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei));
5633         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_OFFSET,
5634                     offset - key.offset + btrfs_file_extent_offset(leaf, ei));
5635         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
5636                                 btrfs_file_extent_compression(leaf, ei));
5637         if (ret < 0)
5638                 goto out;
5639         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_COMPRESSION, ret);
5640         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_ENCRYPTION, 0);
5641
5642         ret = put_data_header(sctx, disk_num_bytes);
5643         if (ret < 0)
5644                 goto out;
5645
5646         /*
5647          * We want to do I/O directly into the send buffer, so get the next page
5648          * boundary in the send buffer. This means that there may be a gap
5649          * between the beginning of the command and the file data.
5650          */
5651         data_offset = PAGE_ALIGN(sctx->send_size);
5652         if (data_offset > sctx->send_max_size ||
5653             sctx->send_max_size - data_offset < disk_num_bytes) {
5654                 ret = -EOVERFLOW;
5655                 goto out;
5656         }
5657
5658         /*
5659          * Note that send_buf is a mapping of send_buf_pages, so this is really
5660          * reading into send_buf.
5661          */
5662         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(BTRFS_I(inode), offset,
5663                                                     disk_bytenr, disk_num_bytes,
5664                                                     sctx->send_buf_pages +
5665                                                     (data_offset >> PAGE_SHIFT));
5666         if (ret)
5667                 goto out;
5668
5669         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
5670         hdr->len = cpu_to_le32(sctx->send_size + disk_num_bytes - sizeof(*hdr));
5671         hdr->crc = 0;
5672         crc = btrfs_crc32c(0, sctx->send_buf, sctx->send_size);
5673         crc = btrfs_crc32c(crc, sctx->send_buf + data_offset, disk_num_bytes);
5674         hdr->crc = cpu_to_le32(crc);
5675
5676         ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf, sctx->send_size,
5677                         &sctx->send_off);
5678         if (!ret) {
5679                 ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf + data_offset,
5680                                 disk_num_bytes, &sctx->send_off);
5681         }
5682         sctx->send_size = 0;
5683         sctx->put_data = false;
5684
5685 tlv_put_failure:
5686 out:
5687         fs_path_free(fspath);
5688         iput(inode);
5689         return ret;
5690 }
5691
5692 static int send_extent_data(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
5693                             const u64 offset, const u64 len)
5694 {
5695         const u64 end = offset + len;
5696         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5697         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5698         u64 read_size = max_send_read_size(sctx);
5699         u64 sent = 0;
5700
5701         if (sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_NO_FILE_DATA)
5702                 return send_update_extent(sctx, offset, len);
5703
5704         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
5705                             struct btrfs_file_extent_item);
5706         if ((sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED) &&
5707             btrfs_file_extent_compression(leaf, ei) != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
5708                 bool is_inline = (btrfs_file_extent_type(leaf, ei) ==
5709                                   BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
5710
5711                 /*
5712                  * Send the compressed extent unless the compressed data is
5713                  * larger than the decompressed data. This can happen if we're
5714                  * not sending the entire extent, either because it has been
5715                  * partially overwritten/truncated or because this is a part of
5716                  * the extent that we couldn't clone in clone_range().
5717                  */
5718                 if (is_inline &&
5719                     btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
5720                                                       path->slots[0]) <= len) {
5721                         return send_encoded_inline_extent(sctx, path, offset,
5722                                                           len);
5723                 } else if (!is_inline &&
5724                            btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, ei) <= len) {
5725                         return send_encoded_extent(sctx, path, offset, len);
5726                 }
5727         }
5728
5729         if (sctx->cur_inode == NULL) {
5730                 struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5731
5732                 sctx->cur_inode = btrfs_iget(root->fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5733                 if (IS_ERR(sctx->cur_inode)) {
5734                         int err = PTR_ERR(sctx->cur_inode);
5735
5736                         sctx->cur_inode = NULL;
5737                         return err;
5738                 }
5739                 memset(&sctx->ra, 0, sizeof(struct file_ra_state));
5740                 file_ra_state_init(&sctx->ra, sctx->cur_inode->i_mapping);
5741
5742                 /*
5743                  * It's very likely there are no pages from this inode in the page
5744                  * cache, so after reading extents and sending their data, we clean
5745                  * the page cache to avoid trashing the page cache (adding pressure
5746                  * to the page cache and forcing eviction of other data more useful
5747                  * for applications).
5748                  *
5749                  * We decide if we should clean the page cache simply by checking
5750                  * if the inode's mapping nrpages is 0 when we first open it, and
5751                  * not by using something like filemap_range_has_page() before
5752                  * reading an extent because when we ask the readahead code to
5753                  * read a given file range, it may (and almost always does) read
5754                  * pages from beyond that range (see the documentation for
5755                  * page_cache_sync_readahead()), so it would not be reliable,
5756                  * because after reading the first extent future calls to
5757                  * filemap_range_has_page() would return true because the readahead
5758                  * on the previous extent resulted in reading pages of the current
5759                  * extent as well.
5760                  */
5761                 sctx->clean_page_cache = (sctx->cur_inode->i_mapping->nrpages == 0);
5762                 sctx->page_cache_clear_start = round_down(offset, PAGE_SIZE);
5763         }
5764
5765         while (sent < len) {
5766                 u64 size = min(len - sent, read_size);
5767                 int ret;
5768
5769                 ret = send_write(sctx, offset + sent, size);
5770                 if (ret < 0)
5771                         return ret;
5772                 sent += size;
5773         }
5774
5775         if (sctx->clean_page_cache && PAGE_ALIGNED(end)) {
5776                 /*
5777                  * Always operate only on ranges that are a multiple of the page
5778                  * size. This is not only to prevent zeroing parts of a page in
5779                  * the case of subpage sector size, but also to guarantee we evict
5780                  * pages, as passing a range that is smaller than page size does
5781                  * not evict the respective page (only zeroes part of its content).
5782                  *
5783                  * Always start from the end offset of the last range cleared.
5784                  * This is because the readahead code may (and very often does)
5785                  * reads pages beyond the range we request for readahead. So if
5786                  * we have an extent layout like this:
5787                  *
5788                  *            [ extent A ] [ extent B ] [ extent C ]
5789                  *
5790                  * When we ask page_cache_sync_readahead() to read extent A, it
5791                  * may also trigger reads for pages of extent B. If we are doing
5792                  * an incremental send and extent B has not changed between the
5793                  * parent and send snapshots, some or all of its pages may end
5794                  * up being read and placed in the page cache. So when truncating
5795                  * the page cache we always start from the end offset of the
5796                  * previously processed extent up to the end of the current
5797                  * extent.
5798                  */
5799                 truncate_inode_pages_range(&sctx->cur_inode->i_data,
5800                                            sctx->page_cache_clear_start,
5801                                            end - 1);
5802                 sctx->page_cache_clear_start = end;
5803         }
5804
5805         return 0;
5806 }
5807
5808 /*
5809  * Search for a capability xattr related to sctx->cur_ino. If the capability is
5810  * found, call send_set_xattr function to emit it.
5811  *
5812  * Return 0 if there isn't a capability, or when the capability was emitted
5813  * successfully, or < 0 if an error occurred.
5814  */
5815 static int send_capabilities(struct send_ctx *sctx)
5816 {
5817         struct fs_path *fspath = NULL;
5818         struct btrfs_path *path;
5819         struct btrfs_dir_item *di;
5820         struct extent_buffer *leaf;
5821         unsigned long data_ptr;
5822         char *buf = NULL;
5823         int buf_len;
5824         int ret = 0;
5825
5826         path = alloc_path_for_send();
5827         if (!path)
5828                 return -ENOMEM;
5829
5830         di = btrfs_lookup_xattr(NULL, sctx->send_root, path, sctx->cur_ino,
5831                                 XATTR_NAME_CAPS, strlen(XATTR_NAME_CAPS), 0);
5832         if (!di) {
5833                 /* There is no xattr for this inode */
5834                 goto out;
5835         } else if (IS_ERR(di)) {
5836                 ret = PTR_ERR(di);
5837                 goto out;
5838         }
5839
5840         leaf = path->nodes[0];
5841         buf_len = btrfs_dir_data_len(leaf, di);
5842
5843         fspath = fs_path_alloc();
5844         buf = kmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
5845         if (!fspath || !buf) {
5846                 ret = -ENOMEM;
5847                 goto out;
5848         }
5849
5850         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5851         if (ret < 0)
5852                 goto out;
5853
5854         data_ptr = (unsigned long)(di + 1) + btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5855         read_extent_buffer(leaf, buf, data_ptr, buf_len);
5856
5857         ret = send_set_xattr(sctx, fspath, XATTR_NAME_CAPS,
5858                         strlen(XATTR_NAME_CAPS), buf, buf_len);
5859 out:
5860         kfree(buf);
5861         fs_path_free(fspath);
5862         btrfs_free_path(path);
5863         return ret;
5864 }
5865
5866 static int clone_range(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *dst_path,
5867                        struct clone_root *clone_root, const u64 disk_byte,
5868                        u64 data_offset, u64 offset, u64 len)
5869 {
5870         struct btrfs_path *path;
5871         struct btrfs_key key;
5872         int ret;
5873         struct btrfs_inode_info info;
5874         u64 clone_src_i_size = 0;
5875
5876         /*
5877          * Prevent cloning from a zero offset with a length matching the sector
5878          * size because in some scenarios this will make the receiver fail.
5879          *
5880          * For example, if in the source filesystem the extent at offset 0
5881          * has a length of sectorsize and it was written using direct IO, then
5882          * it can never be an inline extent (even if compression is enabled).
5883          * Then this extent can be cloned in the original filesystem to a non
5884          * zero file offset, but it may not be possible to clone in the
5885          * destination filesystem because it can be inlined due to compression
5886          * on the destination filesystem (as the receiver's write operations are
5887          * always done using buffered IO). The same happens when the original
5888          * filesystem does not have compression enabled but the destination
5889          * filesystem has.
5890          */
5891         if (clone_root->offset == 0 &&
5892             len == sctx->send_root->fs_info->sectorsize)
5893                 return send_extent_data(sctx, dst_path, offset, len);
5894
5895         path = alloc_path_for_send();
5896         if (!path)
5897                 return -ENOMEM;
5898
5899         /*
5900          * There are inodes that have extents that lie behind its i_size. Don't
5901          * accept clones from these extents.
5902          */
5903         ret = get_inode_info(clone_root->root, clone_root->ino, &info);
5904         btrfs_release_path(path);
5905         if (ret < 0)
5906                 goto out;
5907         clone_src_i_size = info.size;
5908
5909         /*
5910          * We can't send a clone operation for the entire range if we find
5911          * extent items in the respective range in the source file that
5912          * refer to different extents or if we find holes.
5913          * So check for that and do a mix of clone and regular write/copy
5914          * operations if needed.
5915          *
5916          * Example:
5917          *
5918          * mkfs.btrfs -f /dev/sda
5919          * mount /dev/sda /mnt
5920          * xfs_io -f -c "pwrite -S 0xaa 0K 100K" /mnt/foo
5921          * cp --reflink=always /mnt/foo /mnt/bar
5922          * xfs_io -c "pwrite -S 0xbb 50K 50K" /mnt/foo
5923          * btrfs subvolume snapshot -r /mnt /mnt/snap
5924          *
5925          * If when we send the snapshot and we are processing file bar (which
5926          * has a higher inode number than foo) we blindly send a clone operation
5927          * for the [0, 100K[ range from foo to bar, the receiver ends up getting
5928          * a file bar that matches the content of file foo - iow, doesn't match
5929          * the content from bar in the original filesystem.
5930          */
5931         key.objectid = clone_root->ino;
5932         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
5933         key.offset = clone_root->offset;
5934         ret = btrfs_search_slot(NULL, clone_root->root, &key, path, 0, 0);
5935         if (ret < 0)
5936                 goto out;
5937         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
5938                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0] - 1);
5939                 if (key.objectid == clone_root->ino &&
5940                     key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
5941                         path->slots[0]--;
5942         }
5943
5944         while (true) {
5945                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5946                 int slot = path->slots[0];
5947                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
5948                 u8 type;
5949                 u64 ext_len;
5950                 u64 clone_len;
5951                 u64 clone_data_offset;
5952                 bool crossed_src_i_size = false;
5953
5954                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
5955                         ret = btrfs_next_leaf(clone_root->root, path);
5956                         if (ret < 0)
5957                                 goto out;
5958                         else if (ret > 0)
5959                                 break;
5960                         continue;
5961                 }
5962
5963                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
5964
5965                 /*
5966                  * We might have an implicit trailing hole (NO_HOLES feature
5967                  * enabled). We deal with it after leaving this loop.
5968                  */
5969                 if (key.objectid != clone_root->ino ||
5970                     key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
5971                         break;
5972
5973                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
5974                 type = btrfs_file_extent_type(leaf, ei);
5975                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
5976                         ext_len = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei);
5977                         ext_len = PAGE_ALIGN(ext_len);
5978                 } else {
5979                         ext_len = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, ei);
5980                 }
5981
5982                 if (key.offset + ext_len <= clone_root->offset)
5983                         goto next;
5984
5985                 if (key.offset > clone_root->offset) {
5986                         /* Implicit hole, NO_HOLES feature enabled. */
5987                         u64 hole_len = key.offset - clone_root->offset;
5988
5989                         if (hole_len > len)
5990                                 hole_len = len;
5991                         ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset,
5992                                                hole_len);
5993                         if (ret < 0)
5994                                 goto out;
5995
5996                         len -= hole_len;
5997                         if (len == 0)
5998                                 break;
5999                         offset += hole_len;
6000                         clone_root->offset += hole_len;
6001                         data_offset += hole_len;
6002                 }
6003
6004                 if (key.offset >= clone_root->offset + len)
6005                         break;
6006
6007                 if (key.offset >= clone_src_i_size)
6008                         break;
6009
6010                 if (key.offset + ext_len > clone_src_i_size) {
6011                         ext_len = clone_src_i_size - key.offset;
6012                         crossed_src_i_size = true;
6013                 }
6014
6015                 clone_data_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, ei);
6016                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei) == disk_byte) {
6017                         clone_root->offset = key.offset;
6018                         if (clone_data_offset < data_offset &&
6019                                 clone_data_offset + ext_len > data_offset) {
6020                                 u64 extent_offset;
6021
6022                                 extent_offset = data_offset - clone_data_offset;
6023                                 ext_len -= extent_offset;
6024                                 clone_data_offset += extent_offset;
6025                                 clone_root->offset += extent_offset;
6026                         }
6027                 }
6028
6029                 clone_len = min_t(u64, ext_len, len);
6030
6031                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei) == disk_byte &&
6032                     clone_data_offset == data_offset) {
6033                         const u64 src_end = clone_root->offset + clone_len;
6034                         const u64 sectorsize = SZ_64K;
6035
6036                         /*
6037                          * We can't clone the last block, when its size is not
6038                          * sector size aligned, into the middle of a file. If we
6039                          * do so, the receiver will get a failure (-EINVAL) when
6040                          * trying to clone or will silently corrupt the data in
6041                          * the destination file if it's on a kernel without the
6042                          * fix introduced by commit ac765f83f1397646
6043                          * ("Btrfs: fix data corruption due to cloning of eof
6044                          * block).
6045                          *
6046                          * So issue a clone of the aligned down range plus a
6047                          * regular write for the eof block, if we hit that case.
6048                          *
6049                          * Also, we use the maximum possible sector size, 64K,
6050                          * because we don't know what's the sector size of the
6051                          * filesystem that receives the stream, so we have to
6052                          * assume the largest possible sector size.
6053                          */
6054                         if (src_end == clone_src_i_size &&
6055                             !IS_ALIGNED(src_end, sectorsize) &&
6056                             offset + clone_len < sctx->cur_inode_size) {
6057                                 u64 slen;
6058
6059                                 slen = ALIGN_DOWN(src_end - clone_root->offset,
6060                                                   sectorsize);
6061                                 if (slen > 0) {
6062                                         ret = send_clone(sctx, offset, slen,
6063                                                          clone_root);
6064                                         if (ret < 0)
6065                                                 goto out;
6066                                 }
6067                                 ret = send_extent_data(sctx, dst_path,
6068                                                        offset + slen,
6069                                                        clone_len - slen);
6070                         } else {
6071                                 ret = send_clone(sctx, offset, clone_len,
6072                                                  clone_root);
6073                         }
6074                 } else if (crossed_src_i_size && clone_len < len) {
6075                         /*
6076                          * If we are at i_size of the clone source inode and we
6077                          * can not clone from it, terminate the loop. This is
6078                          * to avoid sending two write operations, one with a
6079                          * length matching clone_len and the final one after
6080                          * this loop with a length of len - clone_len.
6081                          *
6082                          * When using encoded writes (BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED
6083                          * was passed to the send ioctl), this helps avoid
6084                          * sending an encoded write for an offset that is not
6085                          * sector size aligned, in case the i_size of the source
6086                          * inode is not sector size aligned. That will make the
6087                          * receiver fallback to decompression of the data and
6088                          * writing it using regular buffered IO, therefore while
6089                          * not incorrect, it's not optimal due decompression and
6090                          * possible re-compression at the receiver.
6091                          */
6092                         break;
6093                 } else {
6094                         ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset,
6095                                                clone_len);
6096                 }
6097
6098                 if (ret < 0)
6099                         goto out;
6100
6101                 len -= clone_len;
6102                 if (len == 0)
6103                         break;
6104                 offset += clone_len;
6105                 clone_root->offset += clone_len;
6106
6107                 /*
6108                  * If we are cloning from the file we are currently processing,
6109                  * and using the send root as the clone root, we must stop once
6110                  * the current clone offset reaches the current eof of the file
6111                  * at the receiver, otherwise we would issue an invalid clone
6112                  * operation (source range going beyond eof) and cause the
6113                  * receiver to fail. So if we reach the current eof, bail out
6114                  * and fallback to a regular write.
6115                  */
6116                 if (clone_root->root == sctx->send_root &&
6117                     clone_root->ino == sctx->cur_ino &&
6118                     clone_root->offset >= sctx->cur_inode_next_write_offset)
6119                         break;
6120
6121                 data_offset += clone_len;
6122 next:
6123                 path->slots[0]++;
6124         }
6125
6126         if (len > 0)
6127                 ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset, len);
6128         else
6129                 ret = 0;
6130 out:
6131         btrfs_free_path(path);
6132         return ret;
6133 }
6134
6135 static int send_write_or_clone(struct send_ctx *sctx,
6136                                struct btrfs_path *path,
6137                                struct btrfs_key *key,
6138                                struct clone_root *clone_root)
6139 {
6140         int ret = 0;
6141         u64 offset = key->offset;
6142         u64 end;
6143         u64 bs = sctx->send_root->fs_info->sb->s_blocksize;
6144
6145         end = min_t(u64, btrfs_file_extent_end(path), sctx->cur_inode_size);
6146         if (offset >= end)
6147                 return 0;
6148
6149         if (clone_root && IS_ALIGNED(end, bs)) {
6150                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
6151                 u64 disk_byte;
6152                 u64 data_offset;
6153
6154                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6155                                     struct btrfs_file_extent_item);
6156                 disk_byte = btrfs_file_extent_disk_bytenr(path->nodes[0], ei);
6157                 data_offset = btrfs_file_extent_offset(path->nodes[0], ei);
6158                 ret = clone_range(sctx, path, clone_root, disk_byte,
6159                                   data_offset, offset, end - offset);
6160         } else {
6161                 ret = send_extent_data(sctx, path, offset, end - offset);
6162         }
6163         sctx->cur_inode_next_write_offset = end;
6164         return ret;
6165 }
6166
6167 static int is_extent_unchanged(struct send_ctx *sctx,
6168                                struct btrfs_path *left_path,
6169                                struct btrfs_key *ekey)
6170 {
6171         int ret = 0;
6172         struct btrfs_key key;
6173         struct btrfs_path *path = NULL;
6174         struct extent_buffer *eb;
6175         int slot;
6176         struct btrfs_key found_key;
6177         struct btrfs_file_extent_item *ei;
6178         u64 left_disknr;
6179         u64 right_disknr;
6180         u64 left_offset;
6181         u64 right_offset;
6182         u64 left_offset_fixed;
6183         u64 left_len;
6184         u64 right_len;
6185         u64 left_gen;
6186         u64 right_gen;
6187         u8 left_type;
6188         u8 right_type;
6189
6190         path = alloc_path_for_send();
6191         if (!path)
6192                 return -ENOMEM;
6193
6194         eb = left_path->nodes[0];
6195         slot = left_path->slots[0];
6196         ei = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6197         left_type = btrfs_file_extent_type(eb, ei);
6198
6199         if (left_type != BTRFS_FILE_EXTENT_REG) {
6200                 ret = 0;
6201                 goto out;
6202         }
6203         left_disknr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, ei);
6204         left_len = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, ei);
6205         left_offset = btrfs_file_extent_offset(eb, ei);
6206         left_gen = btrfs_file_extent_generation(eb, ei);
6207
6208         /*
6209          * Following comments will refer to these graphics. L is the left
6210          * extents which we are checking at the moment. 1-8 are the right
6211          * extents that we iterate.
6212          *
6213          *       |-----L-----|
6214          * |-1-|-2a-|-3-|-4-|-5-|-6-|
6215          *
6216          *       |-----L-----|
6217          * |--1--|-2b-|...(same as above)
6218          *
6219          * Alternative situation. Happens on files where extents got split.
6220          *       |-----L-----|
6221          * |-----------7-----------|-6-|
6222          *
6223          * Alternative situation. Happens on files which got larger.
6224          *       |-----L-----|
6225          * |-8-|
6226          * Nothing follows after 8.
6227          */
6228
6229         key.objectid = ekey->objectid;
6230         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6231         key.offset = ekey->offset;
6232         ret = btrfs_search_slot_for_read(sctx->parent_root, &key, path, 0, 0);
6233         if (ret < 0)
6234                 goto out;
6235         if (ret) {
6236                 ret = 0;
6237                 goto out;
6238         }
6239
6240         /*
6241          * Handle special case where the right side has no extents at all.
6242          */
6243         eb = path->nodes[0];
6244         slot = path->slots[0];
6245         btrfs_item_key_to_cpu(eb, &found_key, slot);
6246         if (found_key.objectid != key.objectid ||
6247             found_key.type != key.type) {
6248                 /* If we're a hole then just pretend nothing changed */
6249                 ret = (left_disknr) ? 0 : 1;
6250                 goto out;
6251         }
6252
6253         /*
6254          * We're now on 2a, 2b or 7.
6255          */
6256         key = found_key;
6257         while (key.offset < ekey->offset + left_len) {
6258                 ei = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6259                 right_type = btrfs_file_extent_type(eb, ei);
6260                 if (right_type != BTRFS_FILE_EXTENT_REG &&
6261                     right_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6262                         ret = 0;
6263                         goto out;
6264                 }
6265
6266                 if (right_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6267                         right_len = btrfs_file_extent_ram_bytes(eb, ei);
6268                         right_len = PAGE_ALIGN(right_len);
6269                 } else {
6270                         right_len = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, ei);
6271                 }
6272
6273                 /*
6274                  * Are we at extent 8? If yes, we know the extent is changed.
6275                  * This may only happen on the first iteration.
6276                  */
6277                 if (found_key.offset + right_len <= ekey->offset) {
6278                         /* If we're a hole just pretend nothing changed */
6279                         ret = (left_disknr) ? 0 : 1;
6280                         goto out;
6281                 }
6282
6283                 /*
6284                  * We just wanted to see if when we have an inline extent, what
6285                  * follows it is a regular extent (wanted to check the above
6286                  * condition for inline extents too). This should normally not
6287                  * happen but it's possible for example when we have an inline
6288                  * compressed extent representing data with a size matching
6289                  * the page size (currently the same as sector size).
6290                  */
6291                 if (right_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6292                         ret = 0;
6293                         goto out;
6294                 }
6295
6296                 right_disknr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, ei);
6297                 right_offset = btrfs_file_extent_offset(eb, ei);
6298                 right_gen = btrfs_file_extent_generation(eb, ei);
6299
6300                 left_offset_fixed = left_offset;
6301                 if (key.offset < ekey->offset) {
6302                         /* Fix the right offset for 2a and 7. */
6303                         right_offset += ekey->offset - key.offset;
6304                 } else {
6305                         /* Fix the left offset for all behind 2a and 2b */
6306                         left_offset_fixed += key.offset - ekey->offset;
6307                 }
6308
6309                 /*
6310                  * Check if we have the same extent.
6311                  */
6312                 if (left_disknr != right_disknr ||
6313                     left_offset_fixed != right_offset ||
6314                     left_gen != right_gen) {
6315                         ret = 0;
6316                         goto out;
6317                 }
6318
6319                 /*
6320                  * Go to the next extent.
6321                  */
6322                 ret = btrfs_next_item(sctx->parent_root, path);
6323                 if (ret < 0)
6324                         goto out;
6325                 if (!ret) {
6326                         eb = path->nodes[0];
6327                         slot = path->slots[0];
6328                         btrfs_item_key_to_cpu(eb, &found_key, slot);
6329                 }
6330                 if (ret || found_key.objectid != key.objectid ||
6331                     found_key.type != key.type) {
6332                         key.offset += right_len;
6333                         break;
6334                 }
6335                 if (found_key.offset != key.offset + right_len) {
6336                         ret = 0;
6337                         goto out;
6338                 }
6339                 key = found_key;
6340         }
6341
6342         /*
6343          * We're now behind the left extent (treat as unchanged) or at the end
6344          * of the right side (treat as changed).
6345          */
6346         if (key.offset >= ekey->offset + left_len)
6347                 ret = 1;
6348         else
6349                 ret = 0;
6350
6351
6352 out:
6353         btrfs_free_path(path);
6354         return ret;
6355 }
6356
6357 static int get_last_extent(struct send_ctx *sctx, u64 offset)
6358 {
6359         struct btrfs_path *path;
6360         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
6361         struct btrfs_key key;
6362         int ret;
6363
6364         path = alloc_path_for_send();
6365         if (!path)
6366                 return -ENOMEM;
6367
6368         sctx->cur_inode_last_extent = 0;
6369
6370         key.objectid = sctx->cur_ino;
6371         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6372         key.offset = offset;
6373         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, path, 0, 1);
6374         if (ret < 0)
6375                 goto out;
6376         ret = 0;
6377         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
6378         if (key.objectid != sctx->cur_ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6379                 goto out;
6380
6381         sctx->cur_inode_last_extent = btrfs_file_extent_end(path);
6382 out:
6383         btrfs_free_path(path);
6384         return ret;
6385 }
6386
6387 static int range_is_hole_in_parent(struct send_ctx *sctx,
6388                                    const u64 start,
6389                                    const u64 end)
6390 {
6391         struct btrfs_path *path;
6392         struct btrfs_key key;
6393         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
6394         u64 search_start = start;
6395         int ret;
6396
6397         path = alloc_path_for_send();
6398         if (!path)
6399                 return -ENOMEM;
6400
6401         key.objectid = sctx->cur_ino;
6402         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6403         key.offset = search_start;
6404         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6405         if (ret < 0)
6406                 goto out;
6407         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0)
6408                 path->slots[0]--;
6409
6410         while (search_start < end) {
6411                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6412                 int slot = path->slots[0];
6413                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
6414                 u64 extent_end;
6415
6416                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6417                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6418                         if (ret < 0)
6419                                 goto out;
6420                         else if (ret > 0)
6421                                 break;
6422                         continue;
6423                 }
6424
6425                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
6426                 if (key.objectid < sctx->cur_ino ||
6427                     key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6428                         goto next;
6429                 if (key.objectid > sctx->cur_ino ||
6430                     key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
6431                     key.offset >= end)
6432                         break;
6433
6434                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6435                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6436                 if (extent_end <= start)
6437                         goto next;
6438                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi) == 0) {
6439                         search_start = extent_end;
6440                         goto next;
6441                 }
6442                 ret = 0;
6443                 goto out;
6444 next:
6445                 path->slots[0]++;
6446         }
6447         ret = 1;
6448 out:
6449         btrfs_free_path(path);
6450         return ret;
6451 }
6452
6453 static int maybe_send_hole(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
6454                            struct btrfs_key *key)
6455 {
6456         int ret = 0;
6457
6458         if (sctx->cur_ino != key->objectid || !need_send_hole(sctx))
6459                 return 0;
6460
6461         if (sctx->cur_inode_last_extent == (u64)-1) {
6462                 ret = get_last_extent(sctx, key->offset - 1);
6463                 if (ret)
6464                         return ret;
6465         }
6466
6467         if (path->slots[0] == 0 &&
6468             sctx->cur_inode_last_extent < key->offset) {
6469                 /*
6470                  * We might have skipped entire leafs that contained only
6471                  * file extent items for our current inode. These leafs have
6472                  * a generation number smaller (older) than the one in the
6473                  * current leaf and the leaf our last extent came from, and
6474                  * are located between these 2 leafs.
6475                  */
6476                 ret = get_last_extent(sctx, key->offset - 1);
6477                 if (ret)
6478                         return ret;
6479         }
6480
6481         if (sctx->cur_inode_last_extent < key->offset) {
6482                 ret = range_is_hole_in_parent(sctx,
6483                                               sctx->cur_inode_last_extent,
6484                                               key->offset);
6485                 if (ret < 0)
6486                         return ret;
6487                 else if (ret == 0)
6488                         ret = send_hole(sctx, key->offset);
6489                 else
6490                         ret = 0;
6491         }
6492         sctx->cur_inode_last_extent = btrfs_file_extent_end(path);
6493         return ret;
6494 }
6495
6496 static int process_extent(struct send_ctx *sctx,
6497                           struct btrfs_path *path,
6498                           struct btrfs_key *key)
6499 {
6500         struct clone_root *found_clone = NULL;
6501         int ret = 0;
6502
6503         if (S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode))
6504                 return 0;
6505
6506         if (sctx->parent_root && !sctx->cur_inode_new) {
6507                 ret = is_extent_unchanged(sctx, path, key);
6508                 if (ret < 0)
6509                         goto out;
6510                 if (ret) {
6511                         ret = 0;
6512                         goto out_hole;
6513                 }
6514         } else {
6515                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
6516                 u8 type;
6517
6518                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6519                                     struct btrfs_file_extent_item);
6520                 type = btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei);
6521                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC ||
6522                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG) {
6523                         /*
6524                          * The send spec does not have a prealloc command yet,
6525                          * so just leave a hole for prealloc'ed extents until
6526                          * we have enough commands queued up to justify rev'ing
6527                          * the send spec.
6528                          */
6529                         if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6530                                 ret = 0;
6531                                 goto out;
6532                         }
6533
6534                         /* Have a hole, just skip it. */
6535                         if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(path->nodes[0], ei) == 0) {
6536                                 ret = 0;
6537                                 goto out;
6538                         }
6539                 }
6540         }
6541
6542         ret = find_extent_clone(sctx, path, key->objectid, key->offset,
6543                         sctx->cur_inode_size, &found_clone);
6544         if (ret != -ENOENT && ret < 0)
6545                 goto out;
6546
6547         ret = send_write_or_clone(sctx, path, key, found_clone);
6548         if (ret)
6549                 goto out;
6550 out_hole:
6551         ret = maybe_send_hole(sctx, path, key);
6552 out:
6553         return ret;
6554 }
6555
6556 static int process_all_extents(struct send_ctx *sctx)
6557 {
6558         int ret = 0;
6559         int iter_ret = 0;
6560         struct btrfs_root *root;
6561         struct btrfs_path *path;
6562         struct btrfs_key key;
6563         struct btrfs_key found_key;
6564
6565         root = sctx->send_root;
6566         path = alloc_path_for_send();
6567         if (!path)
6568                 return -ENOMEM;
6569
6570         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
6571         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6572         key.offset = 0;
6573         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
6574                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
6575                     found_key.type != key.type) {
6576                         ret = 0;
6577                         break;
6578                 }
6579
6580                 ret = process_extent(sctx, path, &found_key);
6581                 if (ret < 0)
6582                         break;
6583         }
6584         /* Catch error found during iteration */
6585         if (iter_ret < 0)
6586                 ret = iter_ret;
6587
6588         btrfs_free_path(path);
6589         return ret;
6590 }
6591
6592 static int process_recorded_refs_if_needed(struct send_ctx *sctx, int at_end,
6593                                            int *pending_move,
6594                                            int *refs_processed)
6595 {
6596         int ret = 0;
6597
6598         if (sctx->cur_ino == 0)
6599                 goto out;
6600         if (!at_end && sctx->cur_ino == sctx->cmp_key->objectid &&
6601             sctx->cmp_key->type <= BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
6602                 goto out;
6603         if (list_empty(&sctx->new_refs) && list_empty(&sctx->deleted_refs))
6604                 goto out;
6605
6606         ret = process_recorded_refs(sctx, pending_move);
6607         if (ret < 0)
6608                 goto out;
6609
6610         *refs_processed = 1;
6611 out:
6612         return ret;
6613 }
6614
6615 static int finish_inode_if_needed(struct send_ctx *sctx, int at_end)
6616 {
6617         int ret = 0;
6618         struct btrfs_inode_info info;
6619         u64 left_mode;
6620         u64 left_uid;
6621         u64 left_gid;
6622         u64 left_fileattr;
6623         u64 right_mode;
6624         u64 right_uid;
6625         u64 right_gid;
6626         u64 right_fileattr;
6627         int need_chmod = 0;
6628         int need_chown = 0;
6629         bool need_fileattr = false;
6630         int need_truncate = 1;
6631         int pending_move = 0;
6632         int refs_processed = 0;
6633
6634         if (sctx->ignore_cur_inode)
6635                 return 0;
6636
6637         ret = process_recorded_refs_if_needed(sctx, at_end, &pending_move,
6638                                               &refs_processed);
6639         if (ret < 0)
6640                 goto out;
6641
6642         /*
6643          * We have processed the refs and thus need to advance send_progress.
6644          * Now, calls to get_cur_xxx will take the updated refs of the current
6645          * inode into account.
6646          *
6647          * On the other hand, if our current inode is a directory and couldn't
6648          * be moved/renamed because its parent was renamed/moved too and it has
6649          * a higher inode number, we can only move/rename our current inode
6650          * after we moved/renamed its parent. Therefore in this case operate on
6651          * the old path (pre move/rename) of our current inode, and the
6652          * move/rename will be performed later.
6653          */
6654         if (refs_processed && !pending_move)
6655                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6656
6657         if (sctx->cur_ino == 0 || sctx->cur_inode_deleted)
6658                 goto out;
6659         if (!at_end && sctx->cmp_key->objectid == sctx->cur_ino)
6660                 goto out;
6661         ret = get_inode_info(sctx->send_root, sctx->cur_ino, &info);
6662         if (ret < 0)
6663                 goto out;
6664         left_mode = info.mode;
6665         left_uid = info.uid;
6666         left_gid = info.gid;
6667         left_fileattr = info.fileattr;
6668
6669         if (!sctx->parent_root || sctx->cur_inode_new) {
6670                 need_chown = 1;
6671                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode))
6672                         need_chmod = 1;
6673                 if (sctx->cur_inode_next_write_offset == sctx->cur_inode_size)
6674                         need_truncate = 0;
6675         } else {
6676                 u64 old_size;
6677
6678                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, sctx->cur_ino, &info);
6679                 if (ret < 0)
6680                         goto out;
6681                 old_size = info.size;
6682                 right_mode = info.mode;
6683                 right_uid = info.uid;
6684                 right_gid = info.gid;
6685                 right_fileattr = info.fileattr;
6686
6687                 if (left_uid != right_uid || left_gid != right_gid)
6688                         need_chown = 1;
6689                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode) && left_mode != right_mode)
6690                         need_chmod = 1;
6691                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode) && left_fileattr != right_fileattr)
6692                         need_fileattr = true;
6693                 if ((old_size == sctx->cur_inode_size) ||
6694                     (sctx->cur_inode_size > old_size &&
6695                      sctx->cur_inode_next_write_offset == sctx->cur_inode_size))
6696                         need_truncate = 0;
6697         }
6698
6699         if (S_ISREG(sctx->cur_inode_mode)) {
6700                 if (need_send_hole(sctx)) {
6701                         if (sctx->cur_inode_last_extent == (u64)-1 ||
6702                             sctx->cur_inode_last_extent <
6703                             sctx->cur_inode_size) {
6704                                 ret = get_last_extent(sctx, (u64)-1);
6705                                 if (ret)
6706                                         goto out;
6707                         }
6708                         if (sctx->cur_inode_last_extent <
6709                             sctx->cur_inode_size) {
6710                                 ret = send_hole(sctx, sctx->cur_inode_size);
6711                                 if (ret)
6712                                         goto out;
6713                         }
6714                 }
6715                 if (need_truncate) {
6716                         ret = send_truncate(sctx, sctx->cur_ino,
6717                                             sctx->cur_inode_gen,
6718                                             sctx->cur_inode_size);
6719                         if (ret < 0)
6720                                 goto out;
6721                 }
6722         }
6723
6724         if (need_chown) {
6725                 ret = send_chown(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6726                                 left_uid, left_gid);
6727                 if (ret < 0)
6728                         goto out;
6729         }
6730         if (need_chmod) {
6731                 ret = send_chmod(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6732                                 left_mode);
6733                 if (ret < 0)
6734                         goto out;
6735         }
6736         if (need_fileattr) {
6737                 ret = send_fileattr(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6738                                     left_fileattr);
6739                 if (ret < 0)
6740                         goto out;
6741         }
6742
6743         if (proto_cmd_ok(sctx, BTRFS_SEND_C_ENABLE_VERITY)
6744             && sctx->cur_inode_needs_verity) {
6745                 ret = process_verity(sctx);
6746                 if (ret < 0)
6747                         goto out;
6748         }
6749
6750         ret = send_capabilities(sctx);
6751         if (ret < 0)
6752                 goto out;
6753
6754         /*
6755          * If other directory inodes depended on our current directory
6756          * inode's move/rename, now do their move/rename operations.
6757          */
6758         if (!is_waiting_for_move(sctx, sctx->cur_ino)) {
6759                 ret = apply_children_dir_moves(sctx);
6760                 if (ret)
6761                         goto out;
6762                 /*
6763                  * Need to send that every time, no matter if it actually
6764                  * changed between the two trees as we have done changes to
6765                  * the inode before. If our inode is a directory and it's
6766                  * waiting to be moved/renamed, we will send its utimes when
6767                  * it's moved/renamed, therefore we don't need to do it here.
6768                  */
6769                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6770
6771                 /*
6772                  * If the current inode is a non-empty directory, delay issuing
6773                  * the utimes command for it, as it's very likely we have inodes
6774                  * with an higher number inside it. We want to issue the utimes
6775                  * command only after adding all dentries to it.
6776                  */
6777                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->cur_inode_size > 0)
6778                         ret = cache_dir_utimes(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen);
6779                 else
6780                         ret = send_utimes(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen);
6781
6782                 if (ret < 0)
6783                         goto out;
6784         }
6785
6786 out:
6787         if (!ret)
6788                 ret = trim_dir_utimes_cache(sctx);
6789
6790         return ret;
6791 }
6792
6793 static void close_current_inode(struct send_ctx *sctx)
6794 {
6795         u64 i_size;
6796
6797         if (sctx->cur_inode == NULL)
6798                 return;
6799
6800         i_size = i_size_read(sctx->cur_inode);
6801
6802         /*
6803          * If we are doing an incremental send, we may have extents between the
6804          * last processed extent and the i_size that have not been processed
6805          * because they haven't changed but we may have read some of their pages
6806          * through readahead, see the comments at send_extent_data().
6807          */
6808         if (sctx->clean_page_cache && sctx->page_cache_clear_start < i_size)
6809                 truncate_inode_pages_range(&sctx->cur_inode->i_data,
6810                                            sctx->page_cache_clear_start,
6811                                            round_up(i_size, PAGE_SIZE) - 1);
6812
6813         iput(sctx->cur_inode);
6814         sctx->cur_inode = NULL;
6815 }
6816
6817 static int changed_inode(struct send_ctx *sctx,
6818                          enum btrfs_compare_tree_result result)
6819 {
6820         int ret = 0;
6821         struct btrfs_key *key = sctx->cmp_key;
6822         struct btrfs_inode_item *left_ii = NULL;
6823         struct btrfs_inode_item *right_ii = NULL;
6824         u64 left_gen = 0;
6825         u64 right_gen = 0;
6826
6827         close_current_inode(sctx);
6828
6829         sctx->cur_ino = key->objectid;
6830         sctx->cur_inode_new_gen = false;
6831         sctx->cur_inode_last_extent = (u64)-1;
6832         sctx->cur_inode_next_write_offset = 0;
6833         sctx->ignore_cur_inode = false;
6834
6835         /*
6836          * Set send_progress to current inode. This will tell all get_cur_xxx
6837          * functions that the current inode's refs are not updated yet. Later,
6838          * when process_recorded_refs is finished, it is set to cur_ino + 1.
6839          */
6840         sctx->send_progress = sctx->cur_ino;
6841
6842         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW ||
6843             result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6844                 left_ii = btrfs_item_ptr(sctx->left_path->nodes[0],
6845                                 sctx->left_path->slots[0],
6846                                 struct btrfs_inode_item);
6847                 left_gen = btrfs_inode_generation(sctx->left_path->nodes[0],
6848                                 left_ii);
6849         } else {
6850                 right_ii = btrfs_item_ptr(sctx->right_path->nodes[0],
6851                                 sctx->right_path->slots[0],
6852                                 struct btrfs_inode_item);
6853                 right_gen = btrfs_inode_generation(sctx->right_path->nodes[0],
6854                                 right_ii);
6855         }
6856         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6857                 right_ii = btrfs_item_ptr(sctx->right_path->nodes[0],
6858                                 sctx->right_path->slots[0],
6859                                 struct btrfs_inode_item);
6860
6861                 right_gen = btrfs_inode_generation(sctx->right_path->nodes[0],
6862                                 right_ii);
6863
6864                 /*
6865                  * The cur_ino = root dir case is special here. We can't treat
6866                  * the inode as deleted+reused because it would generate a
6867                  * stream that tries to delete/mkdir the root dir.
6868                  */
6869                 if (left_gen != right_gen &&
6870                     sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
6871                         sctx->cur_inode_new_gen = true;
6872         }
6873
6874         /*
6875          * Normally we do not find inodes with a link count of zero (orphans)
6876          * because the most common case is to create a snapshot and use it
6877          * for a send operation. However other less common use cases involve
6878          * using a subvolume and send it after turning it to RO mode just
6879          * after deleting all hard links of a file while holding an open
6880          * file descriptor against it or turning a RO snapshot into RW mode,
6881          * keep an open file descriptor against a file, delete it and then
6882          * turn the snapshot back to RO mode before using it for a send
6883          * operation. The former is what the receiver operation does.
6884          * Therefore, if we want to send these snapshots soon after they're
6885          * received, we need to handle orphan inodes as well. Moreover, orphans
6886          * can appear not only in the send snapshot but also in the parent
6887          * snapshot. Here are several cases:
6888          *
6889          * Case 1: BTRFS_COMPARE_TREE_NEW
6890          *       |  send snapshot  | action
6891          * --------------------------------
6892          * nlink |        0        | ignore
6893          *
6894          * Case 2: BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED
6895          *       | parent snapshot | action
6896          * ----------------------------------
6897          * nlink |        0        | as usual
6898          * Note: No unlinks will be sent because there're no paths for it.
6899          *
6900          * Case 3: BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED
6901          *           |       | parent snapshot | send snapshot | action
6902          * -----------------------------------------------------------------------
6903          * subcase 1 | nlink |        0        |       0       | ignore
6904          * subcase 2 | nlink |       >0        |       0       | new_gen(deletion)
6905          * subcase 3 | nlink |        0        |      >0       | new_gen(creation)
6906          *
6907          */
6908         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW) {
6909                 if (btrfs_inode_nlink(sctx->left_path->nodes[0], left_ii) == 0) {
6910                         sctx->ignore_cur_inode = true;
6911                         goto out;
6912                 }
6913                 sctx->cur_inode_gen = left_gen;
6914                 sctx->cur_inode_new = true;
6915                 sctx->cur_inode_deleted = false;
6916                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6917                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6918                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6919                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6920                 sctx->cur_inode_rdev = btrfs_inode_rdev(
6921                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6922                 if (sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
6923                         ret = send_create_inode_if_needed(sctx);
6924         } else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED) {
6925                 sctx->cur_inode_gen = right_gen;
6926                 sctx->cur_inode_new = false;
6927                 sctx->cur_inode_deleted = true;
6928                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6929                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6930                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6931                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6932         } else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6933                 u32 new_nlinks, old_nlinks;
6934
6935                 new_nlinks = btrfs_inode_nlink(sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6936                 old_nlinks = btrfs_inode_nlink(sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6937                 if (new_nlinks == 0 && old_nlinks == 0) {
6938                         sctx->ignore_cur_inode = true;
6939                         goto out;
6940                 } else if (new_nlinks == 0 || old_nlinks == 0) {
6941                         sctx->cur_inode_new_gen = 1;
6942                 }
6943                 /*
6944                  * We need to do some special handling in case the inode was
6945                  * reported as changed with a changed generation number. This
6946                  * means that the original inode was deleted and new inode
6947                  * reused the same inum. So we have to treat the old inode as
6948                  * deleted and the new one as new.
6949                  */
6950                 if (sctx->cur_inode_new_gen) {
6951                         /*
6952                          * First, process the inode as if it was deleted.
6953                          */
6954                         if (old_nlinks > 0) {
6955                                 sctx->cur_inode_gen = right_gen;
6956                                 sctx->cur_inode_new = false;
6957                                 sctx->cur_inode_deleted = true;
6958                                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6959                                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6960                                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6961                                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6962                                 ret = process_all_refs(sctx,
6963                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED);
6964                                 if (ret < 0)
6965                                         goto out;
6966                         }
6967
6968                         /*
6969                          * Now process the inode as if it was new.
6970                          */
6971                         if (new_nlinks > 0) {
6972                                 sctx->cur_inode_gen = left_gen;
6973                                 sctx->cur_inode_new = true;
6974                                 sctx->cur_inode_deleted = false;
6975                                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6976                                                 sctx->left_path->nodes[0],
6977                                                 left_ii);
6978                                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6979                                                 sctx->left_path->nodes[0],
6980                                                 left_ii);
6981                                 sctx->cur_inode_rdev = btrfs_inode_rdev(
6982                                                 sctx->left_path->nodes[0],
6983                                                 left_ii);
6984                                 ret = send_create_inode_if_needed(sctx);
6985                                 if (ret < 0)
6986                                         goto out;
6987
6988                                 ret = process_all_refs(sctx, BTRFS_COMPARE_TREE_NEW);
6989                                 if (ret < 0)
6990                                         goto out;
6991                                 /*
6992                                  * Advance send_progress now as we did not get
6993                                  * into process_recorded_refs_if_needed in the
6994                                  * new_gen case.
6995                                  */
6996                                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6997
6998                                 /*
6999                                  * Now process all extents and xattrs of the
7000                                  * inode as if they were all new.
7001                                  */
7002                                 ret = process_all_extents(sctx);
7003                                 if (ret < 0)
7004                                         goto out;
7005                                 ret = process_all_new_xattrs(sctx);
7006                                 if (ret < 0)
7007                                         goto out;
7008                         }
7009                 } else {
7010                         sctx->cur_inode_gen = left_gen;
7011                         sctx->cur_inode_new = false;
7012                         sctx->cur_inode_new_gen = false;
7013                         sctx->cur_inode_deleted = false;
7014                         sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
7015                                         sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
7016                         sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
7017                                         sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
7018                 }
7019         }
7020
7021 out:
7022         return ret;
7023 }
7024
7025 /*
7026  * We have to process new refs before deleted refs, but compare_trees gives us
7027  * the new and deleted refs mixed. To fix this, we record the new/deleted refs
7028  * first and later process them in process_recorded_refs.
7029  * For the cur_inode_new_gen case, we skip recording completely because
7030  * changed_inode did already initiate processing of refs. The reason for this is
7031  * that in this case, compare_tree actually compares the refs of 2 different
7032  * inodes. To fix this, process_all_refs is used in changed_inode to handle all
7033  * refs of the right tree as deleted and all refs of the left tree as new.
7034  */
7035 static int changed_ref(struct send_ctx *sctx,
7036                        enum btrfs_compare_tree_result result)
7037 {
7038         int ret = 0;
7039
7040         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid) {
7041                 inconsistent_snapshot_error(sctx, result, "reference");
7042                 return -EIO;
7043         }
7044
7045         if (!sctx->cur_inode_new_gen &&
7046             sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
7047                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7048                         ret = record_new_ref(sctx);
7049                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7050                         ret = record_deleted_ref(sctx);
7051                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED)
7052                         ret = record_changed_ref(sctx);
7053         }
7054
7055         return ret;
7056 }
7057
7058 /*
7059  * Process new/deleted/changed xattrs. We skip processing in the
7060  * cur_inode_new_gen case because changed_inode did already initiate processing
7061  * of xattrs. The reason is the same as in changed_ref
7062  */
7063 static int changed_xattr(struct send_ctx *sctx,
7064                          enum btrfs_compare_tree_result result)
7065 {
7066         int ret = 0;
7067
7068         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid) {
7069                 inconsistent_snapshot_error(sctx, result, "xattr");
7070                 return -EIO;
7071         }
7072
7073         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7074                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7075                         ret = process_new_xattr(sctx);
7076                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7077                         ret = process_deleted_xattr(sctx);
7078                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED)
7079                         ret = process_changed_xattr(sctx);
7080         }
7081
7082         return ret;
7083 }
7084
7085 /*
7086  * Process new/deleted/changed extents. We skip processing in the
7087  * cur_inode_new_gen case because changed_inode did already initiate processing
7088  * of extents. The reason is the same as in changed_ref
7089  */
7090 static int changed_extent(struct send_ctx *sctx,
7091                           enum btrfs_compare_tree_result result)
7092 {
7093         int ret = 0;
7094
7095         /*
7096          * We have found an extent item that changed without the inode item
7097          * having changed. This can happen either after relocation (where the
7098          * disk_bytenr of an extent item is replaced at
7099          * relocation.c:replace_file_extents()) or after deduplication into a
7100          * file in both the parent and send snapshots (where an extent item can
7101          * get modified or replaced with a new one). Note that deduplication
7102          * updates the inode item, but it only changes the iversion (sequence
7103          * field in the inode item) of the inode, so if a file is deduplicated
7104          * the same amount of times in both the parent and send snapshots, its
7105          * iversion becomes the same in both snapshots, whence the inode item is
7106          * the same on both snapshots.
7107          */
7108         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid)
7109                 return 0;
7110
7111         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7112                 if (result != BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7113                         ret = process_extent(sctx, sctx->left_path,
7114                                         sctx->cmp_key);
7115         }
7116
7117         return ret;
7118 }
7119
7120 static int changed_verity(struct send_ctx *sctx, enum btrfs_compare_tree_result result)
7121 {
7122         int ret = 0;
7123
7124         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7125                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7126                         sctx->cur_inode_needs_verity = true;
7127         }
7128         return ret;
7129 }
7130
7131 static int dir_changed(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
7132 {
7133         u64 orig_gen, new_gen;
7134         int ret;
7135
7136         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, dir, &new_gen);
7137         if (ret)
7138                 return ret;
7139
7140         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, dir, &orig_gen);
7141         if (ret)
7142                 return ret;
7143
7144         return (orig_gen != new_gen) ? 1 : 0;
7145 }
7146
7147 static int compare_refs(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
7148                         struct btrfs_key *key)
7149 {
7150         struct btrfs_inode_extref *extref;
7151         struct extent_buffer *leaf;
7152         u64 dirid = 0, last_dirid = 0;
7153         unsigned long ptr;
7154         u32 item_size;
7155         u32 cur_offset = 0;
7156         int ref_name_len;
7157         int ret = 0;
7158
7159         /* Easy case, just check this one dirid */
7160         if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
7161                 dirid = key->offset;
7162
7163                 ret = dir_changed(sctx, dirid);
7164                 goto out;
7165         }
7166
7167         leaf = path->nodes[0];
7168         item_size = btrfs_item_size(leaf, path->slots[0]);
7169         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
7170         while (cur_offset < item_size) {
7171                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)(ptr +
7172                                                        cur_offset);
7173                 dirid = btrfs_inode_extref_parent(leaf, extref);
7174                 ref_name_len = btrfs_inode_extref_name_len(leaf, extref);
7175                 cur_offset += ref_name_len + sizeof(*extref);
7176                 if (dirid == last_dirid)
7177                         continue;
7178                 ret = dir_changed(sctx, dirid);
7179                 if (ret)
7180                         break;
7181                 last_dirid = dirid;
7182         }
7183 out:
7184         return ret;
7185 }
7186
7187 /*
7188  * Updates compare related fields in sctx and simply forwards to the actual
7189  * changed_xxx functions.
7190  */
7191 static int changed_cb(struct btrfs_path *left_path,
7192                       struct btrfs_path *right_path,
7193                       struct btrfs_key *key,
7194                       enum btrfs_compare_tree_result result,
7195                       struct send_ctx *sctx)
7196 {
7197         int ret = 0;
7198
7199         /*
7200          * We can not hold the commit root semaphore here. This is because in
7201          * the case of sending and receiving to the same filesystem, using a
7202          * pipe, could result in a deadlock:
7203          *
7204          * 1) The task running send blocks on the pipe because it's full;
7205          *
7206          * 2) The task running receive, which is the only consumer of the pipe,
7207          *    is waiting for a transaction commit (for example due to a space
7208          *    reservation when doing a write or triggering a transaction commit
7209          *    when creating a subvolume);
7210          *
7211          * 3) The transaction is waiting to write lock the commit root semaphore,
7212          *    but can not acquire it since it's being held at 1).
7213          *
7214          * Down this call chain we write to the pipe through kernel_write().
7215          * The same type of problem can also happen when sending to a file that
7216          * is stored in the same filesystem - when reserving space for a write
7217          * into the file, we can trigger a transaction commit.
7218          *
7219          * Our caller has supplied us with clones of leaves from the send and
7220          * parent roots, so we're safe here from a concurrent relocation and
7221          * further reallocation of metadata extents while we are here. Below we
7222          * also assert that the leaves are clones.
7223          */
7224         lockdep_assert_not_held(&sctx->send_root->fs_info->commit_root_sem);
7225
7226         /*
7227          * We always have a send root, so left_path is never NULL. We will not
7228          * have a leaf when we have reached the end of the send root but have
7229          * not yet reached the end of the parent root.
7230          */
7231         if (left_path->nodes[0])
7232                 ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED,
7233                                 &left_path->nodes[0]->bflags));
7234         /*
7235          * When doing a full send we don't have a parent root, so right_path is
7236          * NULL. When doing an incremental send, we may have reached the end of
7237          * the parent root already, so we don't have a leaf at right_path.
7238          */
7239         if (right_path && right_path->nodes[0])
7240                 ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED,
7241                                 &right_path->nodes[0]->bflags));
7242
7243         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_SAME) {
7244                 if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY ||
7245                     key->type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
7246                         ret = compare_refs(sctx, left_path, key);
7247                         if (!ret)
7248                                 return 0;
7249                         if (ret < 0)
7250                                 return ret;
7251                 } else if (key->type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7252                         return maybe_send_hole(sctx, left_path, key);
7253                 } else {
7254                         return 0;
7255                 }
7256                 result = BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED;
7257                 ret = 0;
7258         }
7259
7260         sctx->left_path = left_path;
7261         sctx->right_path = right_path;
7262         sctx->cmp_key = key;
7263
7264         ret = finish_inode_if_needed(sctx, 0);
7265         if (ret < 0)
7266                 goto out;
7267
7268         /* Ignore non-FS objects */
7269         if (key->objectid == BTRFS_FREE_INO_OBJECTID ||
7270             key->objectid == BTRFS_FREE_SPACE_OBJECTID)
7271                 goto out;
7272
7273         if (key->type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
7274                 ret = changed_inode(sctx, result);
7275         } else if (!sctx->ignore_cur_inode) {
7276                 if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY ||
7277                     key->type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
7278                         ret = changed_ref(sctx, result);
7279                 else if (key->type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
7280                         ret = changed_xattr(sctx, result);
7281                 else if (key->type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
7282                         ret = changed_extent(sctx, result);
7283                 else if (key->type == BTRFS_VERITY_DESC_ITEM_KEY &&
7284                          key->offset == 0)
7285                         ret = changed_verity(sctx, result);
7286         }
7287
7288 out:
7289         return ret;
7290 }
7291
7292 static int search_key_again(const struct send_ctx *sctx,
7293                             struct btrfs_root *root,
7294                             struct btrfs_path *path,
7295                             const struct btrfs_key *key)
7296 {
7297         int ret;
7298
7299         if (!path->need_commit_sem)
7300                 lockdep_assert_held_read(&root->fs_info->commit_root_sem);
7301
7302         /*
7303          * Roots used for send operations are readonly and no one can add,
7304          * update or remove keys from them, so we should be able to find our
7305          * key again. The only exception is deduplication, which can operate on
7306          * readonly roots and add, update or remove keys to/from them - but at
7307          * the moment we don't allow it to run in parallel with send.
7308          */
7309         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, key, path, 0, 0);
7310         ASSERT(ret <= 0);
7311         if (ret > 0) {
7312                 btrfs_print_tree(path->nodes[path->lowest_level], false);
7313                 btrfs_err(root->fs_info,
7314 "send: key (%llu %u %llu) not found in %s root %llu, lowest_level %d, slot %d",
7315                           key->objectid, key->type, key->offset,
7316                           (root == sctx->parent_root ? "parent" : "send"),
7317                           root->root_key.objectid, path->lowest_level,
7318                           path->slots[path->lowest_level]);
7319                 return -EUCLEAN;
7320         }
7321
7322         return ret;
7323 }
7324
7325 static int full_send_tree(struct send_ctx *sctx)
7326 {
7327         int ret;
7328         struct btrfs_root *send_root = sctx->send_root;
7329         struct btrfs_key key;
7330         struct btrfs_fs_info *fs_info = send_root->fs_info;
7331         struct btrfs_path *path;
7332
7333         path = alloc_path_for_send();
7334         if (!path)
7335                 return -ENOMEM;
7336         path->reada = READA_FORWARD_ALWAYS;
7337
7338         key.objectid = BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID;
7339         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
7340         key.offset = 0;
7341
7342         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7343         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7344         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7345
7346         ret = btrfs_search_slot_for_read(send_root, &key, path, 1, 0);
7347         if (ret < 0)
7348                 goto out;
7349         if (ret)
7350                 goto out_finish;
7351
7352         while (1) {
7353                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
7354
7355                 ret = changed_cb(path, NULL, &key,
7356                                  BTRFS_COMPARE_TREE_NEW, sctx);
7357                 if (ret < 0)
7358                         goto out;
7359
7360                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7361                 if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
7362                         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7363                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7364                         /*
7365                          * A transaction used for relocating a block group was
7366                          * committed or is about to finish its commit. Release
7367                          * our path (leaf) and restart the search, so that we
7368                          * avoid operating on any file extent items that are
7369                          * stale, with a disk_bytenr that reflects a pre
7370                          * relocation value. This way we avoid as much as
7371                          * possible to fallback to regular writes when checking
7372                          * if we can clone file ranges.
7373                          */
7374                         btrfs_release_path(path);
7375                         ret = search_key_again(sctx, send_root, path, &key);
7376                         if (ret < 0)
7377                                 goto out;
7378                 } else {
7379                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7380                 }
7381
7382                 ret = btrfs_next_item(send_root, path);
7383                 if (ret < 0)
7384                         goto out;
7385                 if (ret) {
7386                         ret  = 0;
7387                         break;
7388                 }
7389         }
7390
7391 out_finish:
7392         ret = finish_inode_if_needed(sctx, 1);
7393
7394 out:
7395         btrfs_free_path(path);
7396         return ret;
7397 }
7398
7399 static int replace_node_with_clone(struct btrfs_path *path, int level)
7400 {
7401         struct extent_buffer *clone;
7402
7403         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[level]);
7404         if (!clone)
7405                 return -ENOMEM;
7406
7407         free_extent_buffer(path->nodes[level]);
7408         path->nodes[level] = clone;
7409
7410         return 0;
7411 }
7412
7413 static int tree_move_down(struct btrfs_path *path, int *level, u64 reada_min_gen)
7414 {
7415         struct extent_buffer *eb;
7416         struct extent_buffer *parent = path->nodes[*level];
7417         int slot = path->slots[*level];
7418         const int nritems = btrfs_header_nritems(parent);
7419         u64 reada_max;
7420         u64 reada_done = 0;
7421
7422         lockdep_assert_held_read(&parent->fs_info->commit_root_sem);
7423
7424         BUG_ON(*level == 0);
7425         eb = btrfs_read_node_slot(parent, slot);
7426         if (IS_ERR(eb))
7427                 return PTR_ERR(eb);
7428
7429         /*
7430          * Trigger readahead for the next leaves we will process, so that it is
7431          * very likely that when we need them they are already in memory and we
7432          * will not block on disk IO. For nodes we only do readahead for one,
7433          * since the time window between processing nodes is typically larger.
7434          */
7435         reada_max = (*level == 1 ? SZ_128K : eb->fs_info->nodesize);
7436
7437         for (slot++; slot < nritems && reada_done < reada_max; slot++) {
7438                 if (btrfs_node_ptr_generation(parent, slot) > reada_min_gen) {
7439                         btrfs_readahead_node_child(parent, slot);
7440                         reada_done += eb->fs_info->nodesize;
7441                 }
7442         }
7443
7444         path->nodes[*level - 1] = eb;
7445         path->slots[*level - 1] = 0;
7446         (*level)--;
7447
7448         if (*level == 0)
7449                 return replace_node_with_clone(path, 0);
7450
7451         return 0;
7452 }
7453
7454 static int tree_move_next_or_upnext(struct btrfs_path *path,
7455                                     int *level, int root_level)
7456 {
7457         int ret = 0;
7458         int nritems;
7459         nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[*level]);
7460
7461         path->slots[*level]++;
7462
7463         while (path->slots[*level] >= nritems) {
7464                 if (*level == root_level) {
7465                         path->slots[*level] = nritems - 1;
7466                         return -1;
7467                 }
7468
7469                 /* move upnext */
7470                 path->slots[*level] = 0;
7471                 free_extent_buffer(path->nodes[*level]);
7472                 path->nodes[*level] = NULL;
7473                 (*level)++;
7474                 path->slots[*level]++;
7475
7476                 nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[*level]);
7477                 ret = 1;
7478         }
7479         return ret;
7480 }
7481
7482 /*
7483  * Returns 1 if it had to move up and next. 0 is returned if it moved only next
7484  * or down.
7485  */
7486 static int tree_advance(struct btrfs_path *path,
7487                         int *level, int root_level,
7488                         int allow_down,
7489                         struct btrfs_key *key,
7490                         u64 reada_min_gen)
7491 {
7492         int ret;
7493
7494         if (*level == 0 || !allow_down) {
7495                 ret = tree_move_next_or_upnext(path, level, root_level);
7496         } else {
7497                 ret = tree_move_down(path, level, reada_min_gen);
7498         }
7499
7500         /*
7501          * Even if we have reached the end of a tree, ret is -1, update the key
7502          * anyway, so that in case we need to restart due to a block group
7503          * relocation, we can assert that the last key of the root node still
7504          * exists in the tree.
7505          */
7506         if (*level == 0)
7507                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[*level], key,
7508                                       path->slots[*level]);
7509         else
7510                 btrfs_node_key_to_cpu(path->nodes[*level], key,
7511                                       path->slots[*level]);
7512
7513         return ret;
7514 }
7515
7516 static int tree_compare_item(struct btrfs_path *left_path,
7517                              struct btrfs_path *right_path,
7518                              char *tmp_buf)
7519 {
7520         int cmp;
7521         int len1, len2;
7522         unsigned long off1, off2;
7523
7524         len1 = btrfs_item_size(left_path->nodes[0], left_path->slots[0]);
7525         len2 = btrfs_item_size(right_path->nodes[0], right_path->slots[0]);
7526         if (len1 != len2)
7527                 return 1;
7528
7529         off1 = btrfs_item_ptr_offset(left_path->nodes[0], left_path->slots[0]);
7530         off2 = btrfs_item_ptr_offset(right_path->nodes[0],
7531                                 right_path->slots[0]);
7532
7533         read_extent_buffer(left_path->nodes[0], tmp_buf, off1, len1);
7534
7535         cmp = memcmp_extent_buffer(right_path->nodes[0], tmp_buf, off2, len1);
7536         if (cmp)
7537                 return 1;
7538         return 0;
7539 }
7540
7541 /*
7542  * A transaction used for relocating a block group was committed or is about to
7543  * finish its commit. Release our paths and restart the search, so that we are
7544  * not using stale extent buffers:
7545  *
7546  * 1) For levels > 0, we are only holding references of extent buffers, without
7547  *    any locks on them, which does not prevent them from having been relocated
7548  *    and reallocated after the last time we released the commit root semaphore.
7549  *    The exception are the root nodes, for which we always have a clone, see
7550  *    the comment at btrfs_compare_trees();
7551  *
7552  * 2) For leaves, level 0, we are holding copies (clones) of extent buffers, so
7553  *    we are safe from the concurrent relocation and reallocation. However they
7554  *    can have file extent items with a pre relocation disk_bytenr value, so we
7555  *    restart the start from the current commit roots and clone the new leaves so
7556  *    that we get the post relocation disk_bytenr values. Not doing so, could
7557  *    make us clone the wrong data in case there are new extents using the old
7558  *    disk_bytenr that happen to be shared.
7559  */
7560 static int restart_after_relocation(struct btrfs_path *left_path,
7561                                     struct btrfs_path *right_path,
7562                                     const struct btrfs_key *left_key,
7563                                     const struct btrfs_key *right_key,
7564                                     int left_level,
7565                                     int right_level,
7566                                     const struct send_ctx *sctx)
7567 {
7568         int root_level;
7569         int ret;
7570
7571         lockdep_assert_held_read(&sctx->send_root->fs_info->commit_root_sem);
7572
7573         btrfs_release_path(left_path);
7574         btrfs_release_path(right_path);
7575
7576         /*
7577          * Since keys can not be added or removed to/from our roots because they
7578          * are readonly and we do not allow deduplication to run in parallel
7579          * (which can add, remove or change keys), the layout of the trees should
7580          * not change.
7581          */
7582         left_path->lowest_level = left_level;
7583         ret = search_key_again(sctx, sctx->send_root, left_path, left_key);
7584         if (ret < 0)
7585                 return ret;
7586
7587         right_path->lowest_level = right_level;
7588         ret = search_key_again(sctx, sctx->parent_root, right_path, right_key);
7589         if (ret < 0)
7590                 return ret;
7591
7592         /*
7593          * If the lowest level nodes are leaves, clone them so that they can be
7594          * safely used by changed_cb() while not under the protection of the
7595          * commit root semaphore, even if relocation and reallocation happens in
7596          * parallel.
7597          */
7598         if (left_level == 0) {
7599                 ret = replace_node_with_clone(left_path, 0);
7600                 if (ret < 0)
7601                         return ret;
7602         }
7603
7604         if (right_level == 0) {
7605                 ret = replace_node_with_clone(right_path, 0);
7606                 if (ret < 0)
7607                         return ret;
7608         }
7609
7610         /*
7611          * Now clone the root nodes (unless they happen to be the leaves we have
7612          * already cloned). This is to protect against concurrent snapshotting of
7613          * the send and parent roots (see the comment at btrfs_compare_trees()).
7614          */
7615         root_level = btrfs_header_level(sctx->send_root->commit_root);
7616         if (root_level > 0) {
7617                 ret = replace_node_with_clone(left_path, root_level);
7618                 if (ret < 0)
7619                         return ret;
7620         }
7621
7622         root_level = btrfs_header_level(sctx->parent_root->commit_root);
7623         if (root_level > 0) {
7624                 ret = replace_node_with_clone(right_path, root_level);
7625                 if (ret < 0)
7626                         return ret;
7627         }
7628
7629         return 0;
7630 }
7631
7632 /*
7633  * This function compares two trees and calls the provided callback for
7634  * every changed/new/deleted item it finds.
7635  * If shared tree blocks are encountered, whole subtrees are skipped, making
7636  * the compare pretty fast on snapshotted subvolumes.
7637  *
7638  * This currently works on commit roots only. As commit roots are read only,
7639  * we don't do any locking. The commit roots are protected with transactions.
7640  * Transactions are ended and rejoined when a commit is tried in between.
7641  *
7642  * This function checks for modifications done to the trees while comparing.
7643  * If it detects a change, it aborts immediately.
7644  */
7645 static int btrfs_compare_trees(struct btrfs_root *left_root,
7646                         struct btrfs_root *right_root, struct send_ctx *sctx)
7647 {
7648         struct btrfs_fs_info *fs_info = left_root->fs_info;
7649         int ret;
7650         int cmp;
7651         struct btrfs_path *left_path = NULL;
7652         struct btrfs_path *right_path = NULL;
7653         struct btrfs_key left_key;
7654         struct btrfs_key right_key;
7655         char *tmp_buf = NULL;
7656         int left_root_level;
7657         int right_root_level;
7658         int left_level;
7659         int right_level;
7660         int left_end_reached = 0;
7661         int right_end_reached = 0;
7662         int advance_left = 0;
7663         int advance_right = 0;
7664         u64 left_blockptr;
7665         u64 right_blockptr;
7666         u64 left_gen;
7667         u64 right_gen;
7668         u64 reada_min_gen;
7669
7670         left_path = btrfs_alloc_path();
7671         if (!left_path) {
7672                 ret = -ENOMEM;
7673                 goto out;
7674         }
7675         right_path = btrfs_alloc_path();
7676         if (!right_path) {
7677                 ret = -ENOMEM;
7678                 goto out;
7679         }
7680
7681         tmp_buf = kvmalloc(fs_info->nodesize, GFP_KERNEL);
7682         if (!tmp_buf) {
7683                 ret = -ENOMEM;
7684                 goto out;
7685         }
7686
7687         left_path->search_commit_root = 1;
7688         left_path->skip_locking = 1;
7689         right_path->search_commit_root = 1;
7690         right_path->skip_locking = 1;
7691
7692         /*
7693          * Strategy: Go to the first items of both trees. Then do
7694          *
7695          * If both trees are at level 0
7696          *   Compare keys of current items
7697          *     If left < right treat left item as new, advance left tree
7698          *       and repeat
7699          *     If left > right treat right item as deleted, advance right tree
7700          *       and repeat
7701          *     If left == right do deep compare of items, treat as changed if
7702          *       needed, advance both trees and repeat
7703          * If both trees are at the same level but not at level 0
7704          *   Compare keys of current nodes/leafs
7705          *     If left < right advance left tree and repeat
7706          *     If left > right advance right tree and repeat
7707          *     If left == right compare blockptrs of the next nodes/leafs
7708          *       If they match advance both trees but stay at the same level
7709          *         and repeat
7710          *       If they don't match advance both trees while allowing to go
7711          *         deeper and repeat
7712          * If tree levels are different
7713          *   Advance the tree that needs it and repeat
7714          *
7715          * Advancing a tree means:
7716          *   If we are at level 0, try to go to the next slot. If that's not
7717          *   possible, go one level up and repeat. Stop when we found a level
7718          *   where we could go to the next slot. We may at this point be on a
7719          *   node or a leaf.
7720          *
7721          *   If we are not at level 0 and not on shared tree blocks, go one
7722          *   level deeper.
7723          *
7724          *   If we are not at level 0 and on shared tree blocks, go one slot to
7725          *   the right if possible or go up and right.
7726          */
7727
7728         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7729         left_level = btrfs_header_level(left_root->commit_root);
7730         left_root_level = left_level;
7731         /*
7732          * We clone the root node of the send and parent roots to prevent races
7733          * with snapshot creation of these roots. Snapshot creation COWs the
7734          * root node of a tree, so after the transaction is committed the old
7735          * extent can be reallocated while this send operation is still ongoing.
7736          * So we clone them, under the commit root semaphore, to be race free.
7737          */
7738         left_path->nodes[left_level] =
7739                         btrfs_clone_extent_buffer(left_root->commit_root);
7740         if (!left_path->nodes[left_level]) {
7741                 ret = -ENOMEM;
7742                 goto out_unlock;
7743         }
7744
7745         right_level = btrfs_header_level(right_root->commit_root);
7746         right_root_level = right_level;
7747         right_path->nodes[right_level] =
7748                         btrfs_clone_extent_buffer(right_root->commit_root);
7749         if (!right_path->nodes[right_level]) {
7750                 ret = -ENOMEM;
7751                 goto out_unlock;
7752         }
7753         /*
7754          * Our right root is the parent root, while the left root is the "send"
7755          * root. We know that all new nodes/leaves in the left root must have
7756          * a generation greater than the right root's generation, so we trigger
7757          * readahead for those nodes and leaves of the left root, as we know we
7758          * will need to read them at some point.
7759          */
7760         reada_min_gen = btrfs_header_generation(right_root->commit_root);
7761
7762         if (left_level == 0)
7763                 btrfs_item_key_to_cpu(left_path->nodes[left_level],
7764                                 &left_key, left_path->slots[left_level]);
7765         else
7766                 btrfs_node_key_to_cpu(left_path->nodes[left_level],
7767                                 &left_key, left_path->slots[left_level]);
7768         if (right_level == 0)
7769                 btrfs_item_key_to_cpu(right_path->nodes[right_level],
7770                                 &right_key, right_path->slots[right_level]);
7771         else
7772                 btrfs_node_key_to_cpu(right_path->nodes[right_level],
7773                                 &right_key, right_path->slots[right_level]);
7774
7775         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7776
7777         while (1) {
7778                 if (need_resched() ||
7779                     rwsem_is_contended(&fs_info->commit_root_sem)) {
7780                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7781                         cond_resched();
7782                         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7783                 }
7784
7785                 if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
7786                         ret = restart_after_relocation(left_path, right_path,
7787                                                        &left_key, &right_key,
7788                                                        left_level, right_level,
7789                                                        sctx);
7790                         if (ret < 0)
7791                                 goto out_unlock;
7792                         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7793                 }
7794
7795                 if (advance_left && !left_end_reached) {
7796                         ret = tree_advance(left_path, &left_level,
7797                                         left_root_level,
7798                                         advance_left != ADVANCE_ONLY_NEXT,
7799                                         &left_key, reada_min_gen);
7800                         if (ret == -1)
7801                                 left_end_reached = ADVANCE;
7802                         else if (ret < 0)
7803                                 goto out_unlock;
7804                         advance_left = 0;
7805                 }
7806                 if (advance_right && !right_end_reached) {
7807                         ret = tree_advance(right_path, &right_level,
7808                                         right_root_level,
7809                                         advance_right != ADVANCE_ONLY_NEXT,
7810                                         &right_key, reada_min_gen);
7811                         if (ret == -1)
7812                                 right_end_reached = ADVANCE;
7813                         else if (ret < 0)
7814                                 goto out_unlock;
7815                         advance_right = 0;
7816                 }
7817
7818                 if (left_end_reached && right_end_reached) {
7819                         ret = 0;
7820                         goto out_unlock;
7821                 } else if (left_end_reached) {
7822                         if (right_level == 0) {
7823                                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7824                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7825                                                 &right_key,
7826                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
7827                                                 sctx);
7828                                 if (ret < 0)
7829                                         goto out;
7830                                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7831                         }
7832                         advance_right = ADVANCE;
7833                         continue;
7834                 } else if (right_end_reached) {
7835                         if (left_level == 0) {
7836                                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7837                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7838                                                 &left_key,
7839                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
7840                                                 sctx);
7841                                 if (ret < 0)
7842                                         goto out;
7843                                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7844                         }
7845                         advance_left = ADVANCE;
7846                         continue;
7847                 }
7848
7849                 if (left_level == 0 && right_level == 0) {
7850                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7851                         cmp = btrfs_comp_cpu_keys(&left_key, &right_key);
7852                         if (cmp < 0) {
7853                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7854                                                 &left_key,
7855                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
7856                                                 sctx);
7857                                 advance_left = ADVANCE;
7858                         } else if (cmp > 0) {
7859                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7860                                                 &right_key,
7861                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
7862                                                 sctx);
7863                                 advance_right = ADVANCE;
7864                         } else {
7865                                 enum btrfs_compare_tree_result result;
7866
7867                                 WARN_ON(!extent_buffer_uptodate(left_path->nodes[0]));
7868                                 ret = tree_compare_item(left_path, right_path,
7869                                                         tmp_buf);
7870                                 if (ret)
7871                                         result = BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED;
7872                                 else
7873                                         result = BTRFS_COMPARE_TREE_SAME;
7874                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7875                                                  &left_key, result, sctx);
7876                                 advance_left = ADVANCE;
7877                                 advance_right = ADVANCE;
7878                         }
7879
7880                         if (ret < 0)
7881                                 goto out;
7882                         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7883                 } else if (left_level == right_level) {
7884                         cmp = btrfs_comp_cpu_keys(&left_key, &right_key);
7885                         if (cmp < 0) {
7886                                 advance_left = ADVANCE;
7887                         } else if (cmp > 0) {
7888                                 advance_right = ADVANCE;
7889                         } else {
7890                                 left_blockptr = btrfs_node_blockptr(
7891                                                 left_path->nodes[left_level],
7892                                                 left_path->slots[left_level]);
7893                                 right_blockptr = btrfs_node_blockptr(
7894                                                 right_path->nodes[right_level],
7895                                                 right_path->slots[right_level]);
7896                                 left_gen = btrfs_node_ptr_generation(
7897                                                 left_path->nodes[left_level],
7898                                                 left_path->slots[left_level]);
7899                                 right_gen = btrfs_node_ptr_generation(
7900                                                 right_path->nodes[right_level],
7901                                                 right_path->slots[right_level]);
7902                                 if (left_blockptr == right_blockptr &&
7903                                     left_gen == right_gen) {
7904                                         /*
7905                                          * As we're on a shared block, don't
7906                                          * allow to go deeper.
7907                                          */
7908                                         advance_left = ADVANCE_ONLY_NEXT;
7909                                         advance_right = ADVANCE_ONLY_NEXT;
7910                                 } else {
7911                                         advance_left = ADVANCE;
7912                                         advance_right = ADVANCE;
7913                                 }
7914                         }
7915                 } else if (left_level < right_level) {
7916                         advance_right = ADVANCE;
7917                 } else {
7918                         advance_left = ADVANCE;
7919                 }
7920         }
7921
7922 out_unlock:
7923         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7924 out:
7925         btrfs_free_path(left_path);
7926         btrfs_free_path(right_path);
7927         kvfree(tmp_buf);
7928         return ret;
7929 }
7930
7931 static int send_subvol(struct send_ctx *sctx)
7932 {
7933         int ret;
7934
7935         if (!(sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_OMIT_STREAM_HEADER)) {
7936                 ret = send_header(sctx);
7937                 if (ret < 0)
7938                         goto out;
7939         }
7940
7941         ret = send_subvol_begin(sctx);
7942         if (ret < 0)
7943                 goto out;
7944
7945         if (sctx->parent_root) {
7946                 ret = btrfs_compare_trees(sctx->send_root, sctx->parent_root, sctx);
7947                 if (ret < 0)
7948                         goto out;
7949                 ret = finish_inode_if_needed(sctx, 1);
7950                 if (ret < 0)
7951                         goto out;
7952         } else {
7953                 ret = full_send_tree(sctx);
7954                 if (ret < 0)
7955                         goto out;
7956         }
7957
7958 out:
7959         free_recorded_refs(sctx);
7960         return ret;
7961 }
7962
7963 /*
7964  * If orphan cleanup did remove any orphans from a root, it means the tree
7965  * was modified and therefore the commit root is not the same as the current
7966  * root anymore. This is a problem, because send uses the commit root and
7967  * therefore can see inode items that don't exist in the current root anymore,
7968  * and for example make calls to btrfs_iget, which will do tree lookups based
7969  * on the current root and not on the commit root. Those lookups will fail,
7970  * returning a -ESTALE error, and making send fail with that error. So make
7971  * sure a send does not see any orphans we have just removed, and that it will
7972  * see the same inodes regardless of whether a transaction commit happened
7973  * before it started (meaning that the commit root will be the same as the
7974  * current root) or not.
7975  */
7976 static int ensure_commit_roots_uptodate(struct send_ctx *sctx)
7977 {
7978         int i;
7979         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
7980
7981 again:
7982         if (sctx->parent_root &&
7983             sctx->parent_root->node != sctx->parent_root->commit_root)
7984                 goto commit_trans;
7985
7986         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++)
7987                 if (sctx->clone_roots[i].root->node !=
7988                     sctx->clone_roots[i].root->commit_root)
7989                         goto commit_trans;
7990
7991         if (trans)
7992                 return btrfs_end_transaction(trans);
7993
7994         return 0;
7995
7996 commit_trans:
7997         /* Use any root, all fs roots will get their commit roots updated. */
7998         if (!trans) {
7999                 trans = btrfs_join_transaction(sctx->send_root);
8000                 if (IS_ERR(trans))
8001                         return PTR_ERR(trans);
8002                 goto again;
8003         }
8004
8005         return btrfs_commit_transaction(trans);
8006 }
8007
8008 /*
8009  * Make sure any existing dellaloc is flushed for any root used by a send
8010  * operation so that we do not miss any data and we do not race with writeback
8011  * finishing and changing a tree while send is using the tree. This could
8012  * happen if a subvolume is in RW mode, has delalloc, is turned to RO mode and
8013  * a send operation then uses the subvolume.
8014  * After flushing delalloc ensure_commit_roots_uptodate() must be called.
8015  */
8016 static int flush_delalloc_roots(struct send_ctx *sctx)
8017 {
8018         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
8019         int ret;
8020         int i;
8021
8022         if (root) {
8023                 ret = btrfs_start_delalloc_snapshot(root, false);
8024                 if (ret)
8025                         return ret;
8026                 btrfs_wait_ordered_extents(root, U64_MAX, 0, U64_MAX);
8027         }
8028
8029         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
8030                 root = sctx->clone_roots[i].root;
8031                 ret = btrfs_start_delalloc_snapshot(root, false);
8032                 if (ret)
8033                         return ret;
8034                 btrfs_wait_ordered_extents(root, U64_MAX, 0, U64_MAX);
8035         }
8036
8037         return 0;
8038 }
8039
8040 static void btrfs_root_dec_send_in_progress(struct btrfs_root* root)
8041 {
8042         spin_lock(&root->root_item_lock);
8043         root->send_in_progress--;
8044         /*
8045          * Not much left to do, we don't know why it's unbalanced and
8046          * can't blindly reset it to 0.
8047          */
8048         if (root->send_in_progress < 0)
8049                 btrfs_err(root->fs_info,
8050                           "send_in_progress unbalanced %d root %llu",
8051                           root->send_in_progress, root->root_key.objectid);
8052         spin_unlock(&root->root_item_lock);
8053 }
8054
8055 static void dedupe_in_progress_warn(const struct btrfs_root *root)
8056 {
8057         btrfs_warn_rl(root->fs_info,
8058 "cannot use root %llu for send while deduplications on it are in progress (%d in progress)",
8059                       root->root_key.objectid, root->dedupe_in_progress);
8060 }
8061
8062 long btrfs_ioctl_send(struct inode *inode, struct btrfs_ioctl_send_args *arg)
8063 {
8064         int ret = 0;
8065         struct btrfs_root *send_root = BTRFS_I(inode)->root;
8066         struct btrfs_fs_info *fs_info = send_root->fs_info;
8067         struct btrfs_root *clone_root;
8068         struct send_ctx *sctx = NULL;
8069         u32 i;
8070         u64 *clone_sources_tmp = NULL;
8071         int clone_sources_to_rollback = 0;
8072         size_t alloc_size;
8073         int sort_clone_roots = 0;
8074         struct btrfs_lru_cache_entry *entry;
8075         struct btrfs_lru_cache_entry *tmp;
8076
8077         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
8078                 return -EPERM;
8079
8080         /*
8081          * The subvolume must remain read-only during send, protect against
8082          * making it RW. This also protects against deletion.
8083          */
8084         spin_lock(&send_root->root_item_lock);
8085         if (btrfs_root_readonly(send_root) && send_root->dedupe_in_progress) {
8086                 dedupe_in_progress_warn(send_root);
8087                 spin_unlock(&send_root->root_item_lock);
8088                 return -EAGAIN;
8089         }
8090         send_root->send_in_progress++;
8091         spin_unlock(&send_root->root_item_lock);
8092
8093         /*
8094          * Userspace tools do the checks and warn the user if it's
8095          * not RO.
8096          */
8097         if (!btrfs_root_readonly(send_root)) {
8098                 ret = -EPERM;
8099                 goto out;
8100         }
8101
8102         /*
8103          * Check that we don't overflow at later allocations, we request
8104          * clone_sources_count + 1 items, and compare to unsigned long inside
8105          * access_ok. Also set an upper limit for allocation size so this can't
8106          * easily exhaust memory. Max number of clone sources is about 200K.
8107          */
8108         if (arg->clone_sources_count > SZ_8M / sizeof(struct clone_root)) {
8109                 ret = -EINVAL;
8110                 goto out;
8111         }
8112
8113         if (arg->flags & ~BTRFS_SEND_FLAG_MASK) {
8114                 ret = -EINVAL;
8115                 goto out;
8116         }
8117
8118         sctx = kzalloc(sizeof(struct send_ctx), GFP_KERNEL);
8119         if (!sctx) {
8120                 ret = -ENOMEM;
8121                 goto out;
8122         }
8123
8124         INIT_LIST_HEAD(&sctx->new_refs);
8125         INIT_LIST_HEAD(&sctx->deleted_refs);
8126
8127         btrfs_lru_cache_init(&sctx->name_cache, SEND_MAX_NAME_CACHE_SIZE);
8128         btrfs_lru_cache_init(&sctx->backref_cache, SEND_MAX_BACKREF_CACHE_SIZE);
8129         btrfs_lru_cache_init(&sctx->dir_created_cache,
8130                              SEND_MAX_DIR_CREATED_CACHE_SIZE);
8131         /*
8132          * This cache is periodically trimmed to a fixed size elsewhere, see
8133          * cache_dir_utimes() and trim_dir_utimes_cache().
8134          */
8135         btrfs_lru_cache_init(&sctx->dir_utimes_cache, 0);
8136
8137         sctx->pending_dir_moves = RB_ROOT;
8138         sctx->waiting_dir_moves = RB_ROOT;
8139         sctx->orphan_dirs = RB_ROOT;
8140         sctx->rbtree_new_refs = RB_ROOT;
8141         sctx->rbtree_deleted_refs = RB_ROOT;
8142
8143         sctx->flags = arg->flags;
8144
8145         if (arg->flags & BTRFS_SEND_FLAG_VERSION) {
8146                 if (arg->version > BTRFS_SEND_STREAM_VERSION) {
8147                         ret = -EPROTO;
8148                         goto out;
8149                 }
8150                 /* Zero means "use the highest version" */
8151                 sctx->proto = arg->version ?: BTRFS_SEND_STREAM_VERSION;
8152         } else {
8153                 sctx->proto = 1;
8154         }
8155         if ((arg->flags & BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED) && sctx->proto < 2) {
8156                 ret = -EINVAL;
8157                 goto out;
8158         }
8159
8160         sctx->send_filp = fget(arg->send_fd);
8161         if (!sctx->send_filp) {
8162                 ret = -EBADF;
8163                 goto out;
8164         }
8165
8166         sctx->send_root = send_root;
8167         /*
8168          * Unlikely but possible, if the subvolume is marked for deletion but
8169          * is slow to remove the directory entry, send can still be started
8170          */
8171         if (btrfs_root_dead(sctx->send_root)) {
8172                 ret = -EPERM;
8173                 goto out;
8174         }
8175
8176         sctx->clone_roots_cnt = arg->clone_sources_count;
8177
8178         if (sctx->proto >= 2) {
8179                 u32 send_buf_num_pages;
8180
8181                 sctx->send_max_size = BTRFS_SEND_BUF_SIZE_V2;
8182                 sctx->send_buf = vmalloc(sctx->send_max_size);
8183                 if (!sctx->send_buf) {
8184                         ret = -ENOMEM;
8185                         goto out;
8186                 }
8187                 send_buf_num_pages = sctx->send_max_size >> PAGE_SHIFT;
8188                 sctx->send_buf_pages = kcalloc(send_buf_num_pages,
8189                                                sizeof(*sctx->send_buf_pages),
8190                                                GFP_KERNEL);
8191                 if (!sctx->send_buf_pages) {
8192                         ret = -ENOMEM;
8193                         goto out;
8194                 }
8195                 for (i = 0; i < send_buf_num_pages; i++) {
8196                         sctx->send_buf_pages[i] =
8197                                 vmalloc_to_page(sctx->send_buf + (i << PAGE_SHIFT));
8198                 }
8199         } else {
8200                 sctx->send_max_size = BTRFS_SEND_BUF_SIZE_V1;
8201                 sctx->send_buf = kvmalloc(sctx->send_max_size, GFP_KERNEL);
8202         }
8203         if (!sctx->send_buf) {
8204                 ret = -ENOMEM;
8205                 goto out;
8206         }
8207
8208         sctx->clone_roots = kvcalloc(sizeof(*sctx->clone_roots),
8209                                      arg->clone_sources_count + 1,
8210                                      GFP_KERNEL);
8211         if (!sctx->clone_roots) {
8212                 ret = -ENOMEM;
8213                 goto out;
8214         }
8215
8216         alloc_size = array_size(sizeof(*arg->clone_sources),
8217                                 arg->clone_sources_count);
8218
8219         if (arg->clone_sources_count) {
8220                 clone_sources_tmp = kvmalloc(alloc_size, GFP_KERNEL);
8221                 if (!clone_sources_tmp) {
8222                         ret = -ENOMEM;
8223                         goto out;
8224                 }
8225
8226                 ret = copy_from_user(clone_sources_tmp, arg->clone_sources,
8227                                 alloc_size);
8228                 if (ret) {
8229                         ret = -EFAULT;
8230                         goto out;
8231                 }
8232
8233                 for (i = 0; i < arg->clone_sources_count; i++) {
8234                         clone_root = btrfs_get_fs_root(fs_info,
8235                                                 clone_sources_tmp[i], true);
8236                         if (IS_ERR(clone_root)) {
8237                                 ret = PTR_ERR(clone_root);
8238                                 goto out;
8239                         }
8240                         spin_lock(&clone_root->root_item_lock);
8241                         if (!btrfs_root_readonly(clone_root) ||
8242                             btrfs_root_dead(clone_root)) {
8243                                 spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8244                                 btrfs_put_root(clone_root);
8245                                 ret = -EPERM;
8246                                 goto out;
8247                         }
8248                         if (clone_root->dedupe_in_progress) {
8249                                 dedupe_in_progress_warn(clone_root);
8250                                 spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8251                                 btrfs_put_root(clone_root);
8252                                 ret = -EAGAIN;
8253                                 goto out;
8254                         }
8255                         clone_root->send_in_progress++;
8256                         spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8257
8258                         sctx->clone_roots[i].root = clone_root;
8259                         clone_sources_to_rollback = i + 1;
8260                 }
8261                 kvfree(clone_sources_tmp);
8262                 clone_sources_tmp = NULL;
8263         }
8264
8265         if (arg->parent_root) {
8266                 sctx->parent_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, arg->parent_root,
8267                                                       true);
8268                 if (IS_ERR(sctx->parent_root)) {
8269                         ret = PTR_ERR(sctx->parent_root);
8270                         goto out;
8271                 }
8272
8273                 spin_lock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8274                 sctx->parent_root->send_in_progress++;
8275                 if (!btrfs_root_readonly(sctx->parent_root) ||
8276                                 btrfs_root_dead(sctx->parent_root)) {
8277                         spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8278                         ret = -EPERM;
8279                         goto out;
8280                 }
8281                 if (sctx->parent_root->dedupe_in_progress) {
8282                         dedupe_in_progress_warn(sctx->parent_root);
8283                         spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8284                         ret = -EAGAIN;
8285                         goto out;
8286                 }
8287                 spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8288         }
8289
8290         /*
8291          * Clones from send_root are allowed, but only if the clone source
8292          * is behind the current send position. This is checked while searching
8293          * for possible clone sources.
8294          */
8295         sctx->clone_roots[sctx->clone_roots_cnt++].root =
8296                 btrfs_grab_root(sctx->send_root);
8297
8298         /* We do a bsearch later */
8299         sort(sctx->clone_roots, sctx->clone_roots_cnt,
8300                         sizeof(*sctx->clone_roots), __clone_root_cmp_sort,
8301                         NULL);
8302         sort_clone_roots = 1;
8303
8304         ret = flush_delalloc_roots(sctx);
8305         if (ret)
8306                 goto out;
8307
8308         ret = ensure_commit_roots_uptodate(sctx);
8309         if (ret)
8310                 goto out;
8311
8312         ret = send_subvol(sctx);
8313         if (ret < 0)
8314                 goto out;
8315
8316         btrfs_lru_cache_for_each_entry_safe(&sctx->dir_utimes_cache, entry, tmp) {
8317                 ret = send_utimes(sctx, entry->key, entry->gen);
8318                 if (ret < 0)
8319                         goto out;
8320                 btrfs_lru_cache_remove(&sctx->dir_utimes_cache, entry);
8321         }
8322
8323         if (!(sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_OMIT_END_CMD)) {
8324                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_END);
8325                 if (ret < 0)
8326                         goto out;
8327                 ret = send_cmd(sctx);
8328                 if (ret < 0)
8329                         goto out;
8330         }
8331
8332 out:
8333         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->pending_dir_moves));
8334         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->pending_dir_moves)) {
8335                 struct rb_node *n;
8336                 struct pending_dir_move *pm;
8337
8338                 n = rb_first(&sctx->pending_dir_moves);
8339                 pm = rb_entry(n, struct pending_dir_move, node);
8340                 while (!list_empty(&pm->list)) {
8341                         struct pending_dir_move *pm2;
8342
8343                         pm2 = list_first_entry(&pm->list,
8344                                                struct pending_dir_move, list);
8345                         free_pending_move(sctx, pm2);
8346                 }
8347                 free_pending_move(sctx, pm);
8348         }
8349
8350         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves));
8351         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves)) {
8352                 struct rb_node *n;
8353                 struct waiting_dir_move *dm;
8354
8355                 n = rb_first(&sctx->waiting_dir_moves);
8356                 dm = rb_entry(n, struct waiting_dir_move, node);
8357                 rb_erase(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
8358                 kfree(dm);
8359         }
8360
8361         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->orphan_dirs));
8362         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->orphan_dirs)) {
8363                 struct rb_node *n;
8364                 struct orphan_dir_info *odi;
8365
8366                 n = rb_first(&sctx->orphan_dirs);
8367                 odi = rb_entry(n, struct orphan_dir_info, node);
8368                 free_orphan_dir_info(sctx, odi);
8369         }
8370
8371         if (sort_clone_roots) {
8372                 for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
8373                         btrfs_root_dec_send_in_progress(
8374                                         sctx->clone_roots[i].root);
8375                         btrfs_put_root(sctx->clone_roots[i].root);
8376                 }
8377         } else {
8378                 for (i = 0; sctx && i < clone_sources_to_rollback; i++) {
8379                         btrfs_root_dec_send_in_progress(
8380                                         sctx->clone_roots[i].root);
8381                         btrfs_put_root(sctx->clone_roots[i].root);
8382                 }
8383
8384                 btrfs_root_dec_send_in_progress(send_root);
8385         }
8386         if (sctx && !IS_ERR_OR_NULL(sctx->parent_root)) {
8387                 btrfs_root_dec_send_in_progress(sctx->parent_root);
8388                 btrfs_put_root(sctx->parent_root);
8389         }
8390
8391         kvfree(clone_sources_tmp);
8392
8393         if (sctx) {
8394                 if (sctx->send_filp)
8395                         fput(sctx->send_filp);
8396
8397                 kvfree(sctx->clone_roots);
8398                 kfree(sctx->send_buf_pages);
8399                 kvfree(sctx->send_buf);
8400                 kvfree(sctx->verity_descriptor);
8401
8402                 close_current_inode(sctx);
8403
8404                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->name_cache);
8405                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->backref_cache);
8406                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->dir_created_cache);
8407                 btrfs_lru_cache_clear(&sctx->dir_utimes_cache);
8408
8409                 kfree(sctx);
8410         }
8411
8412         return ret;
8413 }