Merge tag 'csky-for-linus-6.2-rc1' of https://github.com/c-sky/csky-linux
[sfrench/cifs-2.6.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
36 /*
37  * Maximum number of references an extent can have in order for us to attempt to
38  * issue clone operations instead of write operations. This currently exists to
39  * avoid hitting limitations of the backreference walking code (taking a lot of
40  * time and using too much memory for extents with large number of references).
41  */
42 #define SEND_MAX_EXTENT_REFS    1024
43
44 /*
45  * A fs_path is a helper to dynamically build path names with unknown size.
46  * It reallocates the internal buffer on demand.
47  * It allows fast adding of path elements on the right side (normal path) and
48  * fast adding to the left side (reversed path). A reversed path can also be
49  * unreversed if needed.
50  */
51 struct fs_path {
52         union {
53                 struct {
54                         char *start;
55                         char *end;
56
57                         char *buf;
58                         unsigned short buf_len:15;
59                         unsigned short reversed:1;
60                         char inline_buf[];
61                 };
62                 /*
63                  * Average path length does not exceed 200 bytes, we'll have
64                  * better packing in the slab and higher chance to satisfy
65                  * a allocation later during send.
66                  */
67                 char pad[256];
68         };
69 };
70 #define FS_PATH_INLINE_SIZE \
71         (sizeof(struct fs_path) - offsetof(struct fs_path, inline_buf))
72
73
74 /* reused for each extent */
75 struct clone_root {
76         struct btrfs_root *root;
77         u64 ino;
78         u64 offset;
79         u64 num_bytes;
80         bool found_ref;
81 };
82
83 #define SEND_CTX_MAX_NAME_CACHE_SIZE 128
84 #define SEND_CTX_NAME_CACHE_CLEAN_SIZE (SEND_CTX_MAX_NAME_CACHE_SIZE * 2)
85
86 /*
87  * Limit the root_ids array of struct backref_cache_entry to 12 elements.
88  * This makes the size of a cache entry to be exactly 128 bytes on x86_64.
89  * The most common case is to have a single root for cloning, which corresponds
90  * to the send root. Having the user specify more than 11 clone roots is not
91  * common, and in such rare cases we simply don't use caching if the number of
92  * cloning roots that lead down to a leaf is more than 12.
93  */
94 #define SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS 12
95
96 /*
97  * Max number of entries in the cache.
98  * With SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS as 12, the size in bytes, excluding
99  * maple tree's internal nodes, is 16K.
100  */
101 #define SEND_MAX_BACKREF_CACHE_SIZE 128
102
103 /*
104  * A backref cache entry maps a leaf to a list of IDs of roots from which the
105  * leaf is accessible and we can use for clone operations.
106  * With SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS as 12, each cache entry is 128 bytes (on
107  * x86_64).
108  */
109 struct backref_cache_entry {
110         /* List to link to the cache's lru list. */
111         struct list_head list;
112         /* The key for this entry in the cache. */
113         u64 key;
114         u64 root_ids[SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS];
115         /* Number of valid elements in the root_ids array. */
116         int num_roots;
117 };
118
119 struct send_ctx {
120         struct file *send_filp;
121         loff_t send_off;
122         char *send_buf;
123         u32 send_size;
124         u32 send_max_size;
125         /*
126          * Whether BTRFS_SEND_A_DATA attribute was already added to current
127          * command (since protocol v2, data must be the last attribute).
128          */
129         bool put_data;
130         struct page **send_buf_pages;
131         u64 flags;      /* 'flags' member of btrfs_ioctl_send_args is u64 */
132         /* Protocol version compatibility requested */
133         u32 proto;
134
135         struct btrfs_root *send_root;
136         struct btrfs_root *parent_root;
137         struct clone_root *clone_roots;
138         int clone_roots_cnt;
139
140         /* current state of the compare_tree call */
141         struct btrfs_path *left_path;
142         struct btrfs_path *right_path;
143         struct btrfs_key *cmp_key;
144
145         /*
146          * Keep track of the generation of the last transaction that was used
147          * for relocating a block group. This is periodically checked in order
148          * to detect if a relocation happened since the last check, so that we
149          * don't operate on stale extent buffers for nodes (level >= 1) or on
150          * stale disk_bytenr values of file extent items.
151          */
152         u64 last_reloc_trans;
153
154         /*
155          * infos of the currently processed inode. In case of deleted inodes,
156          * these are the values from the deleted inode.
157          */
158         u64 cur_ino;
159         u64 cur_inode_gen;
160         u64 cur_inode_size;
161         u64 cur_inode_mode;
162         u64 cur_inode_rdev;
163         u64 cur_inode_last_extent;
164         u64 cur_inode_next_write_offset;
165         bool cur_inode_new;
166         bool cur_inode_new_gen;
167         bool cur_inode_deleted;
168         bool ignore_cur_inode;
169         bool cur_inode_needs_verity;
170         void *verity_descriptor;
171
172         u64 send_progress;
173
174         struct list_head new_refs;
175         struct list_head deleted_refs;
176
177         struct radix_tree_root name_cache;
178         struct list_head name_cache_list;
179         int name_cache_size;
180
181         /*
182          * The inode we are currently processing. It's not NULL only when we
183          * need to issue write commands for data extents from this inode.
184          */
185         struct inode *cur_inode;
186         struct file_ra_state ra;
187         u64 page_cache_clear_start;
188         bool clean_page_cache;
189
190         /*
191          * We process inodes by their increasing order, so if before an
192          * incremental send we reverse the parent/child relationship of
193          * directories such that a directory with a lower inode number was
194          * the parent of a directory with a higher inode number, and the one
195          * becoming the new parent got renamed too, we can't rename/move the
196          * directory with lower inode number when we finish processing it - we
197          * must process the directory with higher inode number first, then
198          * rename/move it and then rename/move the directory with lower inode
199          * number. Example follows.
200          *
201          * Tree state when the first send was performed:
202          *
203          * .
204          * |-- a                   (ino 257)
205          *     |-- b               (ino 258)
206          *         |
207          *         |
208          *         |-- c           (ino 259)
209          *         |   |-- d       (ino 260)
210          *         |
211          *         |-- c2          (ino 261)
212          *
213          * Tree state when the second (incremental) send is performed:
214          *
215          * .
216          * |-- a                   (ino 257)
217          *     |-- b               (ino 258)
218          *         |-- c2          (ino 261)
219          *             |-- d2      (ino 260)
220          *                 |-- cc  (ino 259)
221          *
222          * The sequence of steps that lead to the second state was:
223          *
224          * mv /a/b/c/d /a/b/c2/d2
225          * mv /a/b/c /a/b/c2/d2/cc
226          *
227          * "c" has lower inode number, but we can't move it (2nd mv operation)
228          * before we move "d", which has higher inode number.
229          *
230          * So we just memorize which move/rename operations must be performed
231          * later when their respective parent is processed and moved/renamed.
232          */
233
234         /* Indexed by parent directory inode number. */
235         struct rb_root pending_dir_moves;
236
237         /*
238          * Reverse index, indexed by the inode number of a directory that
239          * is waiting for the move/rename of its immediate parent before its
240          * own move/rename can be performed.
241          */
242         struct rb_root waiting_dir_moves;
243
244         /*
245          * A directory that is going to be rm'ed might have a child directory
246          * which is in the pending directory moves index above. In this case,
247          * the directory can only be removed after the move/rename of its child
248          * is performed. Example:
249          *
250          * Parent snapshot:
251          *
252          * .                        (ino 256)
253          * |-- a/                   (ino 257)
254          *     |-- b/               (ino 258)
255          *         |-- c/           (ino 259)
256          *         |   |-- x/       (ino 260)
257          *         |
258          *         |-- y/           (ino 261)
259          *
260          * Send snapshot:
261          *
262          * .                        (ino 256)
263          * |-- a/                   (ino 257)
264          *     |-- b/               (ino 258)
265          *         |-- YY/          (ino 261)
266          *              |-- x/      (ino 260)
267          *
268          * Sequence of steps that lead to the send snapshot:
269          * rm -f /a/b/c/foo.txt
270          * mv /a/b/y /a/b/YY
271          * mv /a/b/c/x /a/b/YY
272          * rmdir /a/b/c
273          *
274          * When the child is processed, its move/rename is delayed until its
275          * parent is processed (as explained above), but all other operations
276          * like update utimes, chown, chgrp, etc, are performed and the paths
277          * that it uses for those operations must use the orphanized name of
278          * its parent (the directory we're going to rm later), so we need to
279          * memorize that name.
280          *
281          * Indexed by the inode number of the directory to be deleted.
282          */
283         struct rb_root orphan_dirs;
284
285         struct rb_root rbtree_new_refs;
286         struct rb_root rbtree_deleted_refs;
287
288         struct {
289                 u64 last_reloc_trans;
290                 struct list_head lru_list;
291                 struct maple_tree entries;
292                 /* Number of entries stored in the cache. */
293                 int size;
294         } backref_cache;
295 };
296
297 struct pending_dir_move {
298         struct rb_node node;
299         struct list_head list;
300         u64 parent_ino;
301         u64 ino;
302         u64 gen;
303         struct list_head update_refs;
304 };
305
306 struct waiting_dir_move {
307         struct rb_node node;
308         u64 ino;
309         /*
310          * There might be some directory that could not be removed because it
311          * was waiting for this directory inode to be moved first. Therefore
312          * after this directory is moved, we can try to rmdir the ino rmdir_ino.
313          */
314         u64 rmdir_ino;
315         u64 rmdir_gen;
316         bool orphanized;
317 };
318
319 struct orphan_dir_info {
320         struct rb_node node;
321         u64 ino;
322         u64 gen;
323         u64 last_dir_index_offset;
324 };
325
326 struct name_cache_entry {
327         struct list_head list;
328         /*
329          * radix_tree has only 32bit entries but we need to handle 64bit inums.
330          * We use the lower 32bit of the 64bit inum to store it in the tree. If
331          * more then one inum would fall into the same entry, we use radix_list
332          * to store the additional entries. radix_list is also used to store
333          * entries where two entries have the same inum but different
334          * generations.
335          */
336         struct list_head radix_list;
337         u64 ino;
338         u64 gen;
339         u64 parent_ino;
340         u64 parent_gen;
341         int ret;
342         int need_later_update;
343         int name_len;
344         char name[];
345 };
346
347 #define ADVANCE                                                 1
348 #define ADVANCE_ONLY_NEXT                                       -1
349
350 enum btrfs_compare_tree_result {
351         BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
352         BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
353         BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED,
354         BTRFS_COMPARE_TREE_SAME,
355 };
356
357 __cold
358 static void inconsistent_snapshot_error(struct send_ctx *sctx,
359                                         enum btrfs_compare_tree_result result,
360                                         const char *what)
361 {
362         const char *result_string;
363
364         switch (result) {
365         case BTRFS_COMPARE_TREE_NEW:
366                 result_string = "new";
367                 break;
368         case BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED:
369                 result_string = "deleted";
370                 break;
371         case BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED:
372                 result_string = "updated";
373                 break;
374         case BTRFS_COMPARE_TREE_SAME:
375                 ASSERT(0);
376                 result_string = "unchanged";
377                 break;
378         default:
379                 ASSERT(0);
380                 result_string = "unexpected";
381         }
382
383         btrfs_err(sctx->send_root->fs_info,
384                   "Send: inconsistent snapshot, found %s %s for inode %llu without updated inode item, send root is %llu, parent root is %llu",
385                   result_string, what, sctx->cmp_key->objectid,
386                   sctx->send_root->root_key.objectid,
387                   (sctx->parent_root ?
388                    sctx->parent_root->root_key.objectid : 0));
389 }
390
391 __maybe_unused
392 static bool proto_cmd_ok(const struct send_ctx *sctx, int cmd)
393 {
394         switch (sctx->proto) {
395         case 1:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V1;
396         case 2:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V2;
397         case 3:  return cmd <= BTRFS_SEND_C_MAX_V3;
398         default: return false;
399         }
400 }
401
402 static int is_waiting_for_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino);
403
404 static struct waiting_dir_move *
405 get_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino);
406
407 static int is_waiting_for_rm(struct send_ctx *sctx, u64 dir_ino, u64 gen);
408
409 static int need_send_hole(struct send_ctx *sctx)
410 {
411         return (sctx->parent_root && !sctx->cur_inode_new &&
412                 !sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted &&
413                 S_ISREG(sctx->cur_inode_mode));
414 }
415
416 static void fs_path_reset(struct fs_path *p)
417 {
418         if (p->reversed) {
419                 p->start = p->buf + p->buf_len - 1;
420                 p->end = p->start;
421                 *p->start = 0;
422         } else {
423                 p->start = p->buf;
424                 p->end = p->start;
425                 *p->start = 0;
426         }
427 }
428
429 static struct fs_path *fs_path_alloc(void)
430 {
431         struct fs_path *p;
432
433         p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
434         if (!p)
435                 return NULL;
436         p->reversed = 0;
437         p->buf = p->inline_buf;
438         p->buf_len = FS_PATH_INLINE_SIZE;
439         fs_path_reset(p);
440         return p;
441 }
442
443 static struct fs_path *fs_path_alloc_reversed(void)
444 {
445         struct fs_path *p;
446
447         p = fs_path_alloc();
448         if (!p)
449                 return NULL;
450         p->reversed = 1;
451         fs_path_reset(p);
452         return p;
453 }
454
455 static void fs_path_free(struct fs_path *p)
456 {
457         if (!p)
458                 return;
459         if (p->buf != p->inline_buf)
460                 kfree(p->buf);
461         kfree(p);
462 }
463
464 static int fs_path_len(struct fs_path *p)
465 {
466         return p->end - p->start;
467 }
468
469 static int fs_path_ensure_buf(struct fs_path *p, int len)
470 {
471         char *tmp_buf;
472         int path_len;
473         int old_buf_len;
474
475         len++;
476
477         if (p->buf_len >= len)
478                 return 0;
479
480         if (len > PATH_MAX) {
481                 WARN_ON(1);
482                 return -ENOMEM;
483         }
484
485         path_len = p->end - p->start;
486         old_buf_len = p->buf_len;
487
488         /*
489          * Allocate to the next largest kmalloc bucket size, to let
490          * the fast path happen most of the time.
491          */
492         len = kmalloc_size_roundup(len);
493         /*
494          * First time the inline_buf does not suffice
495          */
496         if (p->buf == p->inline_buf) {
497                 tmp_buf = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
498                 if (tmp_buf)
499                         memcpy(tmp_buf, p->buf, old_buf_len);
500         } else {
501                 tmp_buf = krealloc(p->buf, len, GFP_KERNEL);
502         }
503         if (!tmp_buf)
504                 return -ENOMEM;
505         p->buf = tmp_buf;
506         p->buf_len = len;
507
508         if (p->reversed) {
509                 tmp_buf = p->buf + old_buf_len - path_len - 1;
510                 p->end = p->buf + p->buf_len - 1;
511                 p->start = p->end - path_len;
512                 memmove(p->start, tmp_buf, path_len + 1);
513         } else {
514                 p->start = p->buf;
515                 p->end = p->start + path_len;
516         }
517         return 0;
518 }
519
520 static int fs_path_prepare_for_add(struct fs_path *p, int name_len,
521                                    char **prepared)
522 {
523         int ret;
524         int new_len;
525
526         new_len = p->end - p->start + name_len;
527         if (p->start != p->end)
528                 new_len++;
529         ret = fs_path_ensure_buf(p, new_len);
530         if (ret < 0)
531                 goto out;
532
533         if (p->reversed) {
534                 if (p->start != p->end)
535                         *--p->start = '/';
536                 p->start -= name_len;
537                 *prepared = p->start;
538         } else {
539                 if (p->start != p->end)
540                         *p->end++ = '/';
541                 *prepared = p->end;
542                 p->end += name_len;
543                 *p->end = 0;
544         }
545
546 out:
547         return ret;
548 }
549
550 static int fs_path_add(struct fs_path *p, const char *name, int name_len)
551 {
552         int ret;
553         char *prepared;
554
555         ret = fs_path_prepare_for_add(p, name_len, &prepared);
556         if (ret < 0)
557                 goto out;
558         memcpy(prepared, name, name_len);
559
560 out:
561         return ret;
562 }
563
564 static int fs_path_add_path(struct fs_path *p, struct fs_path *p2)
565 {
566         int ret;
567         char *prepared;
568
569         ret = fs_path_prepare_for_add(p, p2->end - p2->start, &prepared);
570         if (ret < 0)
571                 goto out;
572         memcpy(prepared, p2->start, p2->end - p2->start);
573
574 out:
575         return ret;
576 }
577
578 static int fs_path_add_from_extent_buffer(struct fs_path *p,
579                                           struct extent_buffer *eb,
580                                           unsigned long off, int len)
581 {
582         int ret;
583         char *prepared;
584
585         ret = fs_path_prepare_for_add(p, len, &prepared);
586         if (ret < 0)
587                 goto out;
588
589         read_extent_buffer(eb, prepared, off, len);
590
591 out:
592         return ret;
593 }
594
595 static int fs_path_copy(struct fs_path *p, struct fs_path *from)
596 {
597         p->reversed = from->reversed;
598         fs_path_reset(p);
599
600         return fs_path_add_path(p, from);
601 }
602
603 static void fs_path_unreverse(struct fs_path *p)
604 {
605         char *tmp;
606         int len;
607
608         if (!p->reversed)
609                 return;
610
611         tmp = p->start;
612         len = p->end - p->start;
613         p->start = p->buf;
614         p->end = p->start + len;
615         memmove(p->start, tmp, len + 1);
616         p->reversed = 0;
617 }
618
619 static struct btrfs_path *alloc_path_for_send(void)
620 {
621         struct btrfs_path *path;
622
623         path = btrfs_alloc_path();
624         if (!path)
625                 return NULL;
626         path->search_commit_root = 1;
627         path->skip_locking = 1;
628         path->need_commit_sem = 1;
629         return path;
630 }
631
632 static int write_buf(struct file *filp, const void *buf, u32 len, loff_t *off)
633 {
634         int ret;
635         u32 pos = 0;
636
637         while (pos < len) {
638                 ret = kernel_write(filp, buf + pos, len - pos, off);
639                 if (ret < 0)
640                         return ret;
641                 if (ret == 0)
642                         return -EIO;
643                 pos += ret;
644         }
645
646         return 0;
647 }
648
649 static int tlv_put(struct send_ctx *sctx, u16 attr, const void *data, int len)
650 {
651         struct btrfs_tlv_header *hdr;
652         int total_len = sizeof(*hdr) + len;
653         int left = sctx->send_max_size - sctx->send_size;
654
655         if (WARN_ON_ONCE(sctx->put_data))
656                 return -EINVAL;
657
658         if (unlikely(left < total_len))
659                 return -EOVERFLOW;
660
661         hdr = (struct btrfs_tlv_header *) (sctx->send_buf + sctx->send_size);
662         put_unaligned_le16(attr, &hdr->tlv_type);
663         put_unaligned_le16(len, &hdr->tlv_len);
664         memcpy(hdr + 1, data, len);
665         sctx->send_size += total_len;
666
667         return 0;
668 }
669
670 #define TLV_PUT_DEFINE_INT(bits) \
671         static int tlv_put_u##bits(struct send_ctx *sctx,               \
672                         u##bits attr, u##bits value)                    \
673         {                                                               \
674                 __le##bits __tmp = cpu_to_le##bits(value);              \
675                 return tlv_put(sctx, attr, &__tmp, sizeof(__tmp));      \
676         }
677
678 TLV_PUT_DEFINE_INT(8)
679 TLV_PUT_DEFINE_INT(32)
680 TLV_PUT_DEFINE_INT(64)
681
682 static int tlv_put_string(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
683                           const char *str, int len)
684 {
685         if (len == -1)
686                 len = strlen(str);
687         return tlv_put(sctx, attr, str, len);
688 }
689
690 static int tlv_put_uuid(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
691                         const u8 *uuid)
692 {
693         return tlv_put(sctx, attr, uuid, BTRFS_UUID_SIZE);
694 }
695
696 static int tlv_put_btrfs_timespec(struct send_ctx *sctx, u16 attr,
697                                   struct extent_buffer *eb,
698                                   struct btrfs_timespec *ts)
699 {
700         struct btrfs_timespec bts;
701         read_extent_buffer(eb, &bts, (unsigned long)ts, sizeof(bts));
702         return tlv_put(sctx, attr, &bts, sizeof(bts));
703 }
704
705
706 #define TLV_PUT(sctx, attrtype, data, attrlen) \
707         do { \
708                 ret = tlv_put(sctx, attrtype, data, attrlen); \
709                 if (ret < 0) \
710                         goto tlv_put_failure; \
711         } while (0)
712
713 #define TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, bits, value) \
714         do { \
715                 ret = tlv_put_u##bits(sctx, attrtype, value); \
716                 if (ret < 0) \
717                         goto tlv_put_failure; \
718         } while (0)
719
720 #define TLV_PUT_U8(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 8, data)
721 #define TLV_PUT_U16(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 16, data)
722 #define TLV_PUT_U32(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 32, data)
723 #define TLV_PUT_U64(sctx, attrtype, data) TLV_PUT_INT(sctx, attrtype, 64, data)
724 #define TLV_PUT_STRING(sctx, attrtype, str, len) \
725         do { \
726                 ret = tlv_put_string(sctx, attrtype, str, len); \
727                 if (ret < 0) \
728                         goto tlv_put_failure; \
729         } while (0)
730 #define TLV_PUT_PATH(sctx, attrtype, p) \
731         do { \
732                 ret = tlv_put_string(sctx, attrtype, p->start, \
733                         p->end - p->start); \
734                 if (ret < 0) \
735                         goto tlv_put_failure; \
736         } while(0)
737 #define TLV_PUT_UUID(sctx, attrtype, uuid) \
738         do { \
739                 ret = tlv_put_uuid(sctx, attrtype, uuid); \
740                 if (ret < 0) \
741                         goto tlv_put_failure; \
742         } while (0)
743 #define TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, attrtype, eb, ts) \
744         do { \
745                 ret = tlv_put_btrfs_timespec(sctx, attrtype, eb, ts); \
746                 if (ret < 0) \
747                         goto tlv_put_failure; \
748         } while (0)
749
750 static int send_header(struct send_ctx *sctx)
751 {
752         struct btrfs_stream_header hdr;
753
754         strcpy(hdr.magic, BTRFS_SEND_STREAM_MAGIC);
755         hdr.version = cpu_to_le32(sctx->proto);
756         return write_buf(sctx->send_filp, &hdr, sizeof(hdr),
757                                         &sctx->send_off);
758 }
759
760 /*
761  * For each command/item we want to send to userspace, we call this function.
762  */
763 static int begin_cmd(struct send_ctx *sctx, int cmd)
764 {
765         struct btrfs_cmd_header *hdr;
766
767         if (WARN_ON(!sctx->send_buf))
768                 return -EINVAL;
769
770         BUG_ON(sctx->send_size);
771
772         sctx->send_size += sizeof(*hdr);
773         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
774         put_unaligned_le16(cmd, &hdr->cmd);
775
776         return 0;
777 }
778
779 static int send_cmd(struct send_ctx *sctx)
780 {
781         int ret;
782         struct btrfs_cmd_header *hdr;
783         u32 crc;
784
785         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
786         put_unaligned_le32(sctx->send_size - sizeof(*hdr), &hdr->len);
787         put_unaligned_le32(0, &hdr->crc);
788
789         crc = btrfs_crc32c(0, (unsigned char *)sctx->send_buf, sctx->send_size);
790         put_unaligned_le32(crc, &hdr->crc);
791
792         ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf, sctx->send_size,
793                                         &sctx->send_off);
794
795         sctx->send_size = 0;
796         sctx->put_data = false;
797
798         return ret;
799 }
800
801 /*
802  * Sends a move instruction to user space
803  */
804 static int send_rename(struct send_ctx *sctx,
805                      struct fs_path *from, struct fs_path *to)
806 {
807         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
808         int ret;
809
810         btrfs_debug(fs_info, "send_rename %s -> %s", from->start, to->start);
811
812         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_RENAME);
813         if (ret < 0)
814                 goto out;
815
816         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, from);
817         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_TO, to);
818
819         ret = send_cmd(sctx);
820
821 tlv_put_failure:
822 out:
823         return ret;
824 }
825
826 /*
827  * Sends a link instruction to user space
828  */
829 static int send_link(struct send_ctx *sctx,
830                      struct fs_path *path, struct fs_path *lnk)
831 {
832         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
833         int ret;
834
835         btrfs_debug(fs_info, "send_link %s -> %s", path->start, lnk->start);
836
837         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_LINK);
838         if (ret < 0)
839                 goto out;
840
841         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
842         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_LINK, lnk);
843
844         ret = send_cmd(sctx);
845
846 tlv_put_failure:
847 out:
848         return ret;
849 }
850
851 /*
852  * Sends an unlink instruction to user space
853  */
854 static int send_unlink(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path)
855 {
856         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
857         int ret;
858
859         btrfs_debug(fs_info, "send_unlink %s", path->start);
860
861         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UNLINK);
862         if (ret < 0)
863                 goto out;
864
865         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
866
867         ret = send_cmd(sctx);
868
869 tlv_put_failure:
870 out:
871         return ret;
872 }
873
874 /*
875  * Sends a rmdir instruction to user space
876  */
877 static int send_rmdir(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path)
878 {
879         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
880         int ret;
881
882         btrfs_debug(fs_info, "send_rmdir %s", path->start);
883
884         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_RMDIR);
885         if (ret < 0)
886                 goto out;
887
888         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
889
890         ret = send_cmd(sctx);
891
892 tlv_put_failure:
893 out:
894         return ret;
895 }
896
897 struct btrfs_inode_info {
898         u64 size;
899         u64 gen;
900         u64 mode;
901         u64 uid;
902         u64 gid;
903         u64 rdev;
904         u64 fileattr;
905         u64 nlink;
906 };
907
908 /*
909  * Helper function to retrieve some fields from an inode item.
910  */
911 static int get_inode_info(struct btrfs_root *root, u64 ino,
912                           struct btrfs_inode_info *info)
913 {
914         int ret;
915         struct btrfs_path *path;
916         struct btrfs_inode_item *ii;
917         struct btrfs_key key;
918
919         path = alloc_path_for_send();
920         if (!path)
921                 return -ENOMEM;
922
923         key.objectid = ino;
924         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
925         key.offset = 0;
926         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
927         if (ret) {
928                 if (ret > 0)
929                         ret = -ENOENT;
930                 goto out;
931         }
932
933         if (!info)
934                 goto out;
935
936         ii = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
937                         struct btrfs_inode_item);
938         info->size = btrfs_inode_size(path->nodes[0], ii);
939         info->gen = btrfs_inode_generation(path->nodes[0], ii);
940         info->mode = btrfs_inode_mode(path->nodes[0], ii);
941         info->uid = btrfs_inode_uid(path->nodes[0], ii);
942         info->gid = btrfs_inode_gid(path->nodes[0], ii);
943         info->rdev = btrfs_inode_rdev(path->nodes[0], ii);
944         info->nlink = btrfs_inode_nlink(path->nodes[0], ii);
945         /*
946          * Transfer the unchanged u64 value of btrfs_inode_item::flags, that's
947          * otherwise logically split to 32/32 parts.
948          */
949         info->fileattr = btrfs_inode_flags(path->nodes[0], ii);
950
951 out:
952         btrfs_free_path(path);
953         return ret;
954 }
955
956 static int get_inode_gen(struct btrfs_root *root, u64 ino, u64 *gen)
957 {
958         int ret;
959         struct btrfs_inode_info info;
960
961         if (!gen)
962                 return -EPERM;
963
964         ret = get_inode_info(root, ino, &info);
965         if (!ret)
966                 *gen = info.gen;
967         return ret;
968 }
969
970 typedef int (*iterate_inode_ref_t)(int num, u64 dir, int index,
971                                    struct fs_path *p,
972                                    void *ctx);
973
974 /*
975  * Helper function to iterate the entries in ONE btrfs_inode_ref or
976  * btrfs_inode_extref.
977  * The iterate callback may return a non zero value to stop iteration. This can
978  * be a negative value for error codes or 1 to simply stop it.
979  *
980  * path must point to the INODE_REF or INODE_EXTREF when called.
981  */
982 static int iterate_inode_ref(struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path,
983                              struct btrfs_key *found_key, int resolve,
984                              iterate_inode_ref_t iterate, void *ctx)
985 {
986         struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
987         struct btrfs_inode_ref *iref;
988         struct btrfs_inode_extref *extref;
989         struct btrfs_path *tmp_path;
990         struct fs_path *p;
991         u32 cur = 0;
992         u32 total;
993         int slot = path->slots[0];
994         u32 name_len;
995         char *start;
996         int ret = 0;
997         int num = 0;
998         int index;
999         u64 dir;
1000         unsigned long name_off;
1001         unsigned long elem_size;
1002         unsigned long ptr;
1003
1004         p = fs_path_alloc_reversed();
1005         if (!p)
1006                 return -ENOMEM;
1007
1008         tmp_path = alloc_path_for_send();
1009         if (!tmp_path) {
1010                 fs_path_free(p);
1011                 return -ENOMEM;
1012         }
1013
1014
1015         if (found_key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
1016                 ptr = (unsigned long)btrfs_item_ptr(eb, slot,
1017                                                     struct btrfs_inode_ref);
1018                 total = btrfs_item_size(eb, slot);
1019                 elem_size = sizeof(*iref);
1020         } else {
1021                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(eb, slot);
1022                 total = btrfs_item_size(eb, slot);
1023                 elem_size = sizeof(*extref);
1024         }
1025
1026         while (cur < total) {
1027                 fs_path_reset(p);
1028
1029                 if (found_key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
1030                         iref = (struct btrfs_inode_ref *)(ptr + cur);
1031                         name_len = btrfs_inode_ref_name_len(eb, iref);
1032                         name_off = (unsigned long)(iref + 1);
1033                         index = btrfs_inode_ref_index(eb, iref);
1034                         dir = found_key->offset;
1035                 } else {
1036                         extref = (struct btrfs_inode_extref *)(ptr + cur);
1037                         name_len = btrfs_inode_extref_name_len(eb, extref);
1038                         name_off = (unsigned long)&extref->name;
1039                         index = btrfs_inode_extref_index(eb, extref);
1040                         dir = btrfs_inode_extref_parent(eb, extref);
1041                 }
1042
1043                 if (resolve) {
1044                         start = btrfs_ref_to_path(root, tmp_path, name_len,
1045                                                   name_off, eb, dir,
1046                                                   p->buf, p->buf_len);
1047                         if (IS_ERR(start)) {
1048                                 ret = PTR_ERR(start);
1049                                 goto out;
1050                         }
1051                         if (start < p->buf) {
1052                                 /* overflow , try again with larger buffer */
1053                                 ret = fs_path_ensure_buf(p,
1054                                                 p->buf_len + p->buf - start);
1055                                 if (ret < 0)
1056                                         goto out;
1057                                 start = btrfs_ref_to_path(root, tmp_path,
1058                                                           name_len, name_off,
1059                                                           eb, dir,
1060                                                           p->buf, p->buf_len);
1061                                 if (IS_ERR(start)) {
1062                                         ret = PTR_ERR(start);
1063                                         goto out;
1064                                 }
1065                                 BUG_ON(start < p->buf);
1066                         }
1067                         p->start = start;
1068                 } else {
1069                         ret = fs_path_add_from_extent_buffer(p, eb, name_off,
1070                                                              name_len);
1071                         if (ret < 0)
1072                                 goto out;
1073                 }
1074
1075                 cur += elem_size + name_len;
1076                 ret = iterate(num, dir, index, p, ctx);
1077                 if (ret)
1078                         goto out;
1079                 num++;
1080         }
1081
1082 out:
1083         btrfs_free_path(tmp_path);
1084         fs_path_free(p);
1085         return ret;
1086 }
1087
1088 typedef int (*iterate_dir_item_t)(int num, struct btrfs_key *di_key,
1089                                   const char *name, int name_len,
1090                                   const char *data, int data_len,
1091                                   void *ctx);
1092
1093 /*
1094  * Helper function to iterate the entries in ONE btrfs_dir_item.
1095  * The iterate callback may return a non zero value to stop iteration. This can
1096  * be a negative value for error codes or 1 to simply stop it.
1097  *
1098  * path must point to the dir item when called.
1099  */
1100 static int iterate_dir_item(struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path,
1101                             iterate_dir_item_t iterate, void *ctx)
1102 {
1103         int ret = 0;
1104         struct extent_buffer *eb;
1105         struct btrfs_dir_item *di;
1106         struct btrfs_key di_key;
1107         char *buf = NULL;
1108         int buf_len;
1109         u32 name_len;
1110         u32 data_len;
1111         u32 cur;
1112         u32 len;
1113         u32 total;
1114         int slot;
1115         int num;
1116
1117         /*
1118          * Start with a small buffer (1 page). If later we end up needing more
1119          * space, which can happen for xattrs on a fs with a leaf size greater
1120          * then the page size, attempt to increase the buffer. Typically xattr
1121          * values are small.
1122          */
1123         buf_len = PATH_MAX;
1124         buf = kmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
1125         if (!buf) {
1126                 ret = -ENOMEM;
1127                 goto out;
1128         }
1129
1130         eb = path->nodes[0];
1131         slot = path->slots[0];
1132         di = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_dir_item);
1133         cur = 0;
1134         len = 0;
1135         total = btrfs_item_size(eb, slot);
1136
1137         num = 0;
1138         while (cur < total) {
1139                 name_len = btrfs_dir_name_len(eb, di);
1140                 data_len = btrfs_dir_data_len(eb, di);
1141                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(eb, di, &di_key);
1142
1143                 if (btrfs_dir_ftype(eb, di) == BTRFS_FT_XATTR) {
1144                         if (name_len > XATTR_NAME_MAX) {
1145                                 ret = -ENAMETOOLONG;
1146                                 goto out;
1147                         }
1148                         if (name_len + data_len >
1149                                         BTRFS_MAX_XATTR_SIZE(root->fs_info)) {
1150                                 ret = -E2BIG;
1151                                 goto out;
1152                         }
1153                 } else {
1154                         /*
1155                          * Path too long
1156                          */
1157                         if (name_len + data_len > PATH_MAX) {
1158                                 ret = -ENAMETOOLONG;
1159                                 goto out;
1160                         }
1161                 }
1162
1163                 if (name_len + data_len > buf_len) {
1164                         buf_len = name_len + data_len;
1165                         if (is_vmalloc_addr(buf)) {
1166                                 vfree(buf);
1167                                 buf = NULL;
1168                         } else {
1169                                 char *tmp = krealloc(buf, buf_len,
1170                                                 GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1171
1172                                 if (!tmp)
1173                                         kfree(buf);
1174                                 buf = tmp;
1175                         }
1176                         if (!buf) {
1177                                 buf = kvmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
1178                                 if (!buf) {
1179                                         ret = -ENOMEM;
1180                                         goto out;
1181                                 }
1182                         }
1183                 }
1184
1185                 read_extent_buffer(eb, buf, (unsigned long)(di + 1),
1186                                 name_len + data_len);
1187
1188                 len = sizeof(*di) + name_len + data_len;
1189                 di = (struct btrfs_dir_item *)((char *)di + len);
1190                 cur += len;
1191
1192                 ret = iterate(num, &di_key, buf, name_len, buf + name_len,
1193                               data_len, ctx);
1194                 if (ret < 0)
1195                         goto out;
1196                 if (ret) {
1197                         ret = 0;
1198                         goto out;
1199                 }
1200
1201                 num++;
1202         }
1203
1204 out:
1205         kvfree(buf);
1206         return ret;
1207 }
1208
1209 static int __copy_first_ref(int num, u64 dir, int index,
1210                             struct fs_path *p, void *ctx)
1211 {
1212         int ret;
1213         struct fs_path *pt = ctx;
1214
1215         ret = fs_path_copy(pt, p);
1216         if (ret < 0)
1217                 return ret;
1218
1219         /* we want the first only */
1220         return 1;
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Retrieve the first path of an inode. If an inode has more then one
1225  * ref/hardlink, this is ignored.
1226  */
1227 static int get_inode_path(struct btrfs_root *root,
1228                           u64 ino, struct fs_path *path)
1229 {
1230         int ret;
1231         struct btrfs_key key, found_key;
1232         struct btrfs_path *p;
1233
1234         p = alloc_path_for_send();
1235         if (!p)
1236                 return -ENOMEM;
1237
1238         fs_path_reset(path);
1239
1240         key.objectid = ino;
1241         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
1242         key.offset = 0;
1243
1244         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, p, 1, 0);
1245         if (ret < 0)
1246                 goto out;
1247         if (ret) {
1248                 ret = 1;
1249                 goto out;
1250         }
1251         btrfs_item_key_to_cpu(p->nodes[0], &found_key, p->slots[0]);
1252         if (found_key.objectid != ino ||
1253             (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
1254              found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)) {
1255                 ret = -ENOENT;
1256                 goto out;
1257         }
1258
1259         ret = iterate_inode_ref(root, p, &found_key, 1,
1260                                 __copy_first_ref, path);
1261         if (ret < 0)
1262                 goto out;
1263         ret = 0;
1264
1265 out:
1266         btrfs_free_path(p);
1267         return ret;
1268 }
1269
1270 struct backref_ctx {
1271         struct send_ctx *sctx;
1272
1273         /* number of total found references */
1274         u64 found;
1275
1276         /*
1277          * used for clones found in send_root. clones found behind cur_objectid
1278          * and cur_offset are not considered as allowed clones.
1279          */
1280         u64 cur_objectid;
1281         u64 cur_offset;
1282
1283         /* may be truncated in case it's the last extent in a file */
1284         u64 extent_len;
1285
1286         /* The bytenr the file extent item we are processing refers to. */
1287         u64 bytenr;
1288         /* The owner (root id) of the data backref for the current extent. */
1289         u64 backref_owner;
1290         /* The offset of the data backref for the current extent. */
1291         u64 backref_offset;
1292 };
1293
1294 static int __clone_root_cmp_bsearch(const void *key, const void *elt)
1295 {
1296         u64 root = (u64)(uintptr_t)key;
1297         const struct clone_root *cr = elt;
1298
1299         if (root < cr->root->root_key.objectid)
1300                 return -1;
1301         if (root > cr->root->root_key.objectid)
1302                 return 1;
1303         return 0;
1304 }
1305
1306 static int __clone_root_cmp_sort(const void *e1, const void *e2)
1307 {
1308         const struct clone_root *cr1 = e1;
1309         const struct clone_root *cr2 = e2;
1310
1311         if (cr1->root->root_key.objectid < cr2->root->root_key.objectid)
1312                 return -1;
1313         if (cr1->root->root_key.objectid > cr2->root->root_key.objectid)
1314                 return 1;
1315         return 0;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Called for every backref that is found for the current extent.
1320  * Results are collected in sctx->clone_roots->ino/offset.
1321  */
1322 static int iterate_backrefs(u64 ino, u64 offset, u64 num_bytes, u64 root_id,
1323                             void *ctx_)
1324 {
1325         struct backref_ctx *bctx = ctx_;
1326         struct clone_root *clone_root;
1327
1328         /* First check if the root is in the list of accepted clone sources */
1329         clone_root = bsearch((void *)(uintptr_t)root_id, bctx->sctx->clone_roots,
1330                              bctx->sctx->clone_roots_cnt,
1331                              sizeof(struct clone_root),
1332                              __clone_root_cmp_bsearch);
1333         if (!clone_root)
1334                 return 0;
1335
1336         /* This is our own reference, bail out as we can't clone from it. */
1337         if (clone_root->root == bctx->sctx->send_root &&
1338             ino == bctx->cur_objectid &&
1339             offset == bctx->cur_offset)
1340                 return 0;
1341
1342         /*
1343          * Make sure we don't consider clones from send_root that are
1344          * behind the current inode/offset.
1345          */
1346         if (clone_root->root == bctx->sctx->send_root) {
1347                 /*
1348                  * If the source inode was not yet processed we can't issue a
1349                  * clone operation, as the source extent does not exist yet at
1350                  * the destination of the stream.
1351                  */
1352                 if (ino > bctx->cur_objectid)
1353                         return 0;
1354                 /*
1355                  * We clone from the inode currently being sent as long as the
1356                  * source extent is already processed, otherwise we could try
1357                  * to clone from an extent that does not exist yet at the
1358                  * destination of the stream.
1359                  */
1360                 if (ino == bctx->cur_objectid &&
1361                     offset + bctx->extent_len >
1362                     bctx->sctx->cur_inode_next_write_offset)
1363                         return 0;
1364         }
1365
1366         bctx->found++;
1367         clone_root->found_ref = true;
1368
1369         /*
1370          * If the given backref refers to a file extent item with a larger
1371          * number of bytes than what we found before, use the new one so that
1372          * we clone more optimally and end up doing less writes and getting
1373          * less exclusive, non-shared extents at the destination.
1374          */
1375         if (num_bytes > clone_root->num_bytes) {
1376                 clone_root->ino = ino;
1377                 clone_root->offset = offset;
1378                 clone_root->num_bytes = num_bytes;
1379
1380                 /*
1381                  * Found a perfect candidate, so there's no need to continue
1382                  * backref walking.
1383                  */
1384                 if (num_bytes >= bctx->extent_len)
1385                         return BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP;
1386         }
1387
1388         return 0;
1389 }
1390
1391 static void empty_backref_cache(struct send_ctx *sctx)
1392 {
1393         struct backref_cache_entry *entry;
1394         struct backref_cache_entry *tmp;
1395
1396         list_for_each_entry_safe(entry, tmp, &sctx->backref_cache.lru_list, list)
1397                 kfree(entry);
1398
1399         INIT_LIST_HEAD(&sctx->backref_cache.lru_list);
1400         mtree_destroy(&sctx->backref_cache.entries);
1401         sctx->backref_cache.size = 0;
1402 }
1403
1404 static bool lookup_backref_cache(u64 leaf_bytenr, void *ctx,
1405                                  const u64 **root_ids_ret, int *root_count_ret)
1406 {
1407         struct backref_ctx *bctx = ctx;
1408         struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1409         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1410         const u64 key = leaf_bytenr >> fs_info->sectorsize_bits;
1411         struct backref_cache_entry *entry;
1412
1413         if (sctx->backref_cache.size == 0)
1414                 return false;
1415
1416         /*
1417          * If relocation happened since we first filled the cache, then we must
1418          * empty the cache and can not use it, because even though we operate on
1419          * read-only roots, their leaves and nodes may have been reallocated and
1420          * now be used for different nodes/leaves of the same tree or some other
1421          * tree.
1422          *
1423          * We are called from iterate_extent_inodes() while either holding a
1424          * transaction handle or holding fs_info->commit_root_sem, so no need
1425          * to take any lock here.
1426          */
1427         if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->backref_cache.last_reloc_trans) {
1428                 empty_backref_cache(sctx);
1429                 return false;
1430         }
1431
1432         entry = mtree_load(&sctx->backref_cache.entries, key);
1433         if (!entry)
1434                 return false;
1435
1436         *root_ids_ret = entry->root_ids;
1437         *root_count_ret = entry->num_roots;
1438         list_move_tail(&entry->list, &sctx->backref_cache.lru_list);
1439
1440         return true;
1441 }
1442
1443 static void store_backref_cache(u64 leaf_bytenr, const struct ulist *root_ids,
1444                                 void *ctx)
1445 {
1446         struct backref_ctx *bctx = ctx;
1447         struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1448         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1449         struct backref_cache_entry *new_entry;
1450         struct ulist_iterator uiter;
1451         struct ulist_node *node;
1452         int ret;
1453
1454         /*
1455          * We're called while holding a transaction handle or while holding
1456          * fs_info->commit_root_sem (at iterate_extent_inodes()), so must do a
1457          * NOFS allocation.
1458          */
1459         new_entry = kmalloc(sizeof(struct backref_cache_entry), GFP_NOFS);
1460         /* No worries, cache is optional. */
1461         if (!new_entry)
1462                 return;
1463
1464         new_entry->key = leaf_bytenr >> fs_info->sectorsize_bits;
1465         new_entry->num_roots = 0;
1466         ULIST_ITER_INIT(&uiter);
1467         while ((node = ulist_next(root_ids, &uiter)) != NULL) {
1468                 const u64 root_id = node->val;
1469                 struct clone_root *root;
1470
1471                 root = bsearch((void *)(uintptr_t)root_id, sctx->clone_roots,
1472                                sctx->clone_roots_cnt, sizeof(struct clone_root),
1473                                __clone_root_cmp_bsearch);
1474                 if (!root)
1475                         continue;
1476
1477                 /* Too many roots, just exit, no worries as caching is optional. */
1478                 if (new_entry->num_roots >= SEND_MAX_BACKREF_CACHE_ROOTS) {
1479                         kfree(new_entry);
1480                         return;
1481                 }
1482
1483                 new_entry->root_ids[new_entry->num_roots] = root_id;
1484                 new_entry->num_roots++;
1485         }
1486
1487         /*
1488          * We may have not added any roots to the new cache entry, which means
1489          * none of the roots is part of the list of roots from which we are
1490          * allowed to clone. Cache the new entry as it's still useful to avoid
1491          * backref walking to determine which roots have a path to the leaf.
1492          */
1493
1494         if (sctx->backref_cache.size >= SEND_MAX_BACKREF_CACHE_SIZE) {
1495                 struct backref_cache_entry *lru_entry;
1496                 struct backref_cache_entry *mt_entry;
1497
1498                 lru_entry = list_first_entry(&sctx->backref_cache.lru_list,
1499                                              struct backref_cache_entry, list);
1500                 mt_entry = mtree_erase(&sctx->backref_cache.entries, lru_entry->key);
1501                 ASSERT(mt_entry == lru_entry);
1502                 list_del(&mt_entry->list);
1503                 kfree(mt_entry);
1504                 sctx->backref_cache.size--;
1505         }
1506
1507         ret = mtree_insert(&sctx->backref_cache.entries, new_entry->key,
1508                            new_entry, GFP_NOFS);
1509         ASSERT(ret == 0 || ret == -ENOMEM);
1510         if (ret) {
1511                 /* Caching is optional, no worries. */
1512                 kfree(new_entry);
1513                 return;
1514         }
1515
1516         list_add_tail(&new_entry->list, &sctx->backref_cache.lru_list);
1517
1518         /*
1519          * We are called from iterate_extent_inodes() while either holding a
1520          * transaction handle or holding fs_info->commit_root_sem, so no need
1521          * to take any lock here.
1522          */
1523         if (sctx->backref_cache.size == 0)
1524                 sctx->backref_cache.last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
1525
1526         sctx->backref_cache.size++;
1527 }
1528
1529 static int check_extent_item(u64 bytenr, const struct btrfs_extent_item *ei,
1530                              const struct extent_buffer *leaf, void *ctx)
1531 {
1532         const u64 refs = btrfs_extent_refs(leaf, ei);
1533         const struct backref_ctx *bctx = ctx;
1534         const struct send_ctx *sctx = bctx->sctx;
1535
1536         if (bytenr == bctx->bytenr) {
1537                 const u64 flags = btrfs_extent_flags(leaf, ei);
1538
1539                 if (WARN_ON(flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK))
1540                         return -EUCLEAN;
1541
1542                 /*
1543                  * If we have only one reference and only the send root as a
1544                  * clone source - meaning no clone roots were given in the
1545                  * struct btrfs_ioctl_send_args passed to the send ioctl - then
1546                  * it's our reference and there's no point in doing backref
1547                  * walking which is expensive, so exit early.
1548                  */
1549                 if (refs == 1 && sctx->clone_roots_cnt == 1)
1550                         return -ENOENT;
1551         }
1552
1553         /*
1554          * Backreference walking (iterate_extent_inodes() below) is currently
1555          * too expensive when an extent has a large number of references, both
1556          * in time spent and used memory. So for now just fallback to write
1557          * operations instead of clone operations when an extent has more than
1558          * a certain amount of references.
1559          */
1560         if (refs > SEND_MAX_EXTENT_REFS)
1561                 return -ENOENT;
1562
1563         return 0;
1564 }
1565
1566 static bool skip_self_data_ref(u64 root, u64 ino, u64 offset, void *ctx)
1567 {
1568         const struct backref_ctx *bctx = ctx;
1569
1570         if (ino == bctx->cur_objectid &&
1571             root == bctx->backref_owner &&
1572             offset == bctx->backref_offset)
1573                 return true;
1574
1575         return false;
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Given an inode, offset and extent item, it finds a good clone for a clone
1580  * instruction. Returns -ENOENT when none could be found. The function makes
1581  * sure that the returned clone is usable at the point where sending is at the
1582  * moment. This means, that no clones are accepted which lie behind the current
1583  * inode+offset.
1584  *
1585  * path must point to the extent item when called.
1586  */
1587 static int find_extent_clone(struct send_ctx *sctx,
1588                              struct btrfs_path *path,
1589                              u64 ino, u64 data_offset,
1590                              u64 ino_size,
1591                              struct clone_root **found)
1592 {
1593         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
1594         int ret;
1595         int extent_type;
1596         u64 logical;
1597         u64 disk_byte;
1598         u64 num_bytes;
1599         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1600         struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
1601         struct backref_ctx backref_ctx = { 0 };
1602         struct btrfs_backref_walk_ctx backref_walk_ctx = { 0 };
1603         struct clone_root *cur_clone_root;
1604         int compressed;
1605         u32 i;
1606
1607         /*
1608          * With fallocate we can get prealloc extents beyond the inode's i_size,
1609          * so we don't do anything here because clone operations can not clone
1610          * to a range beyond i_size without increasing the i_size of the
1611          * destination inode.
1612          */
1613         if (data_offset >= ino_size)
1614                 return 0;
1615
1616         fi = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1617         extent_type = btrfs_file_extent_type(eb, fi);
1618         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1619                 return -ENOENT;
1620
1621         disk_byte = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, fi);
1622         if (disk_byte == 0)
1623                 return -ENOENT;
1624
1625         compressed = btrfs_file_extent_compression(eb, fi);
1626         num_bytes = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, fi);
1627         logical = disk_byte + btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1628
1629         /*
1630          * Setup the clone roots.
1631          */
1632         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
1633                 cur_clone_root = sctx->clone_roots + i;
1634                 cur_clone_root->ino = (u64)-1;
1635                 cur_clone_root->offset = 0;
1636                 cur_clone_root->num_bytes = 0;
1637                 cur_clone_root->found_ref = false;
1638         }
1639
1640         backref_ctx.sctx = sctx;
1641         backref_ctx.cur_objectid = ino;
1642         backref_ctx.cur_offset = data_offset;
1643         backref_ctx.bytenr = disk_byte;
1644         /*
1645          * Use the header owner and not the send root's id, because in case of a
1646          * snapshot we can have shared subtrees.
1647          */
1648         backref_ctx.backref_owner = btrfs_header_owner(eb);
1649         backref_ctx.backref_offset = data_offset - btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1650
1651         /*
1652          * The last extent of a file may be too large due to page alignment.
1653          * We need to adjust extent_len in this case so that the checks in
1654          * iterate_backrefs() work.
1655          */
1656         if (data_offset + num_bytes >= ino_size)
1657                 backref_ctx.extent_len = ino_size - data_offset;
1658         else
1659                 backref_ctx.extent_len = num_bytes;
1660
1661         /*
1662          * Now collect all backrefs.
1663          */
1664         backref_walk_ctx.bytenr = disk_byte;
1665         if (compressed == BTRFS_COMPRESS_NONE)
1666                 backref_walk_ctx.extent_item_pos = btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
1667         backref_walk_ctx.fs_info = fs_info;
1668         backref_walk_ctx.cache_lookup = lookup_backref_cache;
1669         backref_walk_ctx.cache_store = store_backref_cache;
1670         backref_walk_ctx.indirect_ref_iterator = iterate_backrefs;
1671         backref_walk_ctx.check_extent_item = check_extent_item;
1672         backref_walk_ctx.user_ctx = &backref_ctx;
1673
1674         /*
1675          * If have a single clone root, then it's the send root and we can tell
1676          * the backref walking code to skip our own backref and not resolve it,
1677          * since we can not use it for cloning - the source and destination
1678          * ranges can't overlap and in case the leaf is shared through a subtree
1679          * due to snapshots, we can't use those other roots since they are not
1680          * in the list of clone roots.
1681          */
1682         if (sctx->clone_roots_cnt == 1)
1683                 backref_walk_ctx.skip_data_ref = skip_self_data_ref;
1684
1685         ret = iterate_extent_inodes(&backref_walk_ctx, true, iterate_backrefs,
1686                                     &backref_ctx);
1687         if (ret < 0)
1688                 return ret;
1689
1690         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
1691         if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
1692                 /*
1693                  * A transaction commit for a transaction in which block group
1694                  * relocation was done just happened.
1695                  * The disk_bytenr of the file extent item we processed is
1696                  * possibly stale, referring to the extent's location before
1697                  * relocation. So act as if we haven't found any clone sources
1698                  * and fallback to write commands, which will read the correct
1699                  * data from the new extent location. Otherwise we will fail
1700                  * below because we haven't found our own back reference or we
1701                  * could be getting incorrect sources in case the old extent
1702                  * was already reallocated after the relocation.
1703                  */
1704                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
1705                 return -ENOENT;
1706         }
1707         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
1708
1709         btrfs_debug(fs_info,
1710                     "find_extent_clone: data_offset=%llu, ino=%llu, num_bytes=%llu, logical=%llu",
1711                     data_offset, ino, num_bytes, logical);
1712
1713         if (!backref_ctx.found) {
1714                 btrfs_debug(fs_info, "no clones found");
1715                 return -ENOENT;
1716         }
1717
1718         cur_clone_root = NULL;
1719         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
1720                 struct clone_root *clone_root = &sctx->clone_roots[i];
1721
1722                 if (!clone_root->found_ref)
1723                         continue;
1724
1725                 /*
1726                  * Choose the root from which we can clone more bytes, to
1727                  * minimize write operations and therefore have more extent
1728                  * sharing at the destination (the same as in the source).
1729                  */
1730                 if (!cur_clone_root ||
1731                     clone_root->num_bytes > cur_clone_root->num_bytes) {
1732                         cur_clone_root = clone_root;
1733
1734                         /*
1735                          * We found an optimal clone candidate (any inode from
1736                          * any root is fine), so we're done.
1737                          */
1738                         if (clone_root->num_bytes >= backref_ctx.extent_len)
1739                                 break;
1740                 }
1741         }
1742
1743         if (cur_clone_root) {
1744                 *found = cur_clone_root;
1745                 ret = 0;
1746         } else {
1747                 ret = -ENOENT;
1748         }
1749
1750         return ret;
1751 }
1752
1753 static int read_symlink(struct btrfs_root *root,
1754                         u64 ino,
1755                         struct fs_path *dest)
1756 {
1757         int ret;
1758         struct btrfs_path *path;
1759         struct btrfs_key key;
1760         struct btrfs_file_extent_item *ei;
1761         u8 type;
1762         u8 compression;
1763         unsigned long off;
1764         int len;
1765
1766         path = alloc_path_for_send();
1767         if (!path)
1768                 return -ENOMEM;
1769
1770         key.objectid = ino;
1771         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
1772         key.offset = 0;
1773         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
1774         if (ret < 0)
1775                 goto out;
1776         if (ret) {
1777                 /*
1778                  * An empty symlink inode. Can happen in rare error paths when
1779                  * creating a symlink (transaction committed before the inode
1780                  * eviction handler removed the symlink inode items and a crash
1781                  * happened in between or the subvol was snapshoted in between).
1782                  * Print an informative message to dmesg/syslog so that the user
1783                  * can delete the symlink.
1784                  */
1785                 btrfs_err(root->fs_info,
1786                           "Found empty symlink inode %llu at root %llu",
1787                           ino, root->root_key.objectid);
1788                 ret = -EIO;
1789                 goto out;
1790         }
1791
1792         ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
1793                         struct btrfs_file_extent_item);
1794         type = btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei);
1795         compression = btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], ei);
1796         BUG_ON(type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
1797         BUG_ON(compression);
1798
1799         off = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
1800         len = btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], ei);
1801
1802         ret = fs_path_add_from_extent_buffer(dest, path->nodes[0], off, len);
1803
1804 out:
1805         btrfs_free_path(path);
1806         return ret;
1807 }
1808
1809 /*
1810  * Helper function to generate a file name that is unique in the root of
1811  * send_root and parent_root. This is used to generate names for orphan inodes.
1812  */
1813 static int gen_unique_name(struct send_ctx *sctx,
1814                            u64 ino, u64 gen,
1815                            struct fs_path *dest)
1816 {
1817         int ret = 0;
1818         struct btrfs_path *path;
1819         struct btrfs_dir_item *di;
1820         char tmp[64];
1821         int len;
1822         u64 idx = 0;
1823
1824         path = alloc_path_for_send();
1825         if (!path)
1826                 return -ENOMEM;
1827
1828         while (1) {
1829                 struct fscrypt_str tmp_name;
1830
1831                 len = snprintf(tmp, sizeof(tmp), "o%llu-%llu-%llu",
1832                                 ino, gen, idx);
1833                 ASSERT(len < sizeof(tmp));
1834                 tmp_name.name = tmp;
1835                 tmp_name.len = strlen(tmp);
1836
1837                 di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, sctx->send_root,
1838                                 path, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
1839                                 &tmp_name, 0);
1840                 btrfs_release_path(path);
1841                 if (IS_ERR(di)) {
1842                         ret = PTR_ERR(di);
1843                         goto out;
1844                 }
1845                 if (di) {
1846                         /* not unique, try again */
1847                         idx++;
1848                         continue;
1849                 }
1850
1851                 if (!sctx->parent_root) {
1852                         /* unique */
1853                         ret = 0;
1854                         break;
1855                 }
1856
1857                 di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, sctx->parent_root,
1858                                 path, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
1859                                 &tmp_name, 0);
1860                 btrfs_release_path(path);
1861                 if (IS_ERR(di)) {
1862                         ret = PTR_ERR(di);
1863                         goto out;
1864                 }
1865                 if (di) {
1866                         /* not unique, try again */
1867                         idx++;
1868                         continue;
1869                 }
1870                 /* unique */
1871                 break;
1872         }
1873
1874         ret = fs_path_add(dest, tmp, strlen(tmp));
1875
1876 out:
1877         btrfs_free_path(path);
1878         return ret;
1879 }
1880
1881 enum inode_state {
1882         inode_state_no_change,
1883         inode_state_will_create,
1884         inode_state_did_create,
1885         inode_state_will_delete,
1886         inode_state_did_delete,
1887 };
1888
1889 static int get_cur_inode_state(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen)
1890 {
1891         int ret;
1892         int left_ret;
1893         int right_ret;
1894         u64 left_gen;
1895         u64 right_gen;
1896         struct btrfs_inode_info info;
1897
1898         ret = get_inode_info(sctx->send_root, ino, &info);
1899         if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
1900                 goto out;
1901         left_ret = (info.nlink == 0) ? -ENOENT : ret;
1902         left_gen = info.gen;
1903
1904         if (!sctx->parent_root) {
1905                 right_ret = -ENOENT;
1906         } else {
1907                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, ino, &info);
1908                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
1909                         goto out;
1910                 right_ret = (info.nlink == 0) ? -ENOENT : ret;
1911                 right_gen = info.gen;
1912         }
1913
1914         if (!left_ret && !right_ret) {
1915                 if (left_gen == gen && right_gen == gen) {
1916                         ret = inode_state_no_change;
1917                 } else if (left_gen == gen) {
1918                         if (ino < sctx->send_progress)
1919                                 ret = inode_state_did_create;
1920                         else
1921                                 ret = inode_state_will_create;
1922                 } else if (right_gen == gen) {
1923                         if (ino < sctx->send_progress)
1924                                 ret = inode_state_did_delete;
1925                         else
1926                                 ret = inode_state_will_delete;
1927                 } else  {
1928                         ret = -ENOENT;
1929                 }
1930         } else if (!left_ret) {
1931                 if (left_gen == gen) {
1932                         if (ino < sctx->send_progress)
1933                                 ret = inode_state_did_create;
1934                         else
1935                                 ret = inode_state_will_create;
1936                 } else {
1937                         ret = -ENOENT;
1938                 }
1939         } else if (!right_ret) {
1940                 if (right_gen == gen) {
1941                         if (ino < sctx->send_progress)
1942                                 ret = inode_state_did_delete;
1943                         else
1944                                 ret = inode_state_will_delete;
1945                 } else {
1946                         ret = -ENOENT;
1947                 }
1948         } else {
1949                 ret = -ENOENT;
1950         }
1951
1952 out:
1953         return ret;
1954 }
1955
1956 static int is_inode_existent(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 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);
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 = 0;
2125         u64 gen;
2126         u64 other_inode = 0;
2127         struct btrfs_inode_info info;
2128
2129         if (!sctx->parent_root)
2130                 goto out;
2131
2132         ret = is_inode_existent(sctx, dir, dir_gen);
2133         if (ret <= 0)
2134                 goto out;
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         if (sctx->parent_root && dir != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
2142                 ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, dir, &gen);
2143                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
2144                         goto out;
2145                 if (ret) {
2146                         ret = 0;
2147                         goto out;
2148                 }
2149                 if (gen != dir_gen)
2150                         goto out;
2151         }
2152
2153         ret = lookup_dir_item_inode(sctx->parent_root, dir, name, name_len,
2154                                     &other_inode);
2155         if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
2156                 goto out;
2157         if (ret) {
2158                 ret = 0;
2159                 goto out;
2160         }
2161
2162         /*
2163          * Check if the overwritten ref was already processed. If yes, the ref
2164          * was already unlinked/moved, so we can safely assume that we will not
2165          * overwrite anything at this point in time.
2166          */
2167         if (other_inode > sctx->send_progress ||
2168             is_waiting_for_move(sctx, other_inode)) {
2169                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, other_inode, &info);
2170                 if (ret < 0)
2171                         goto out;
2172
2173                 ret = 1;
2174                 *who_ino = other_inode;
2175                 *who_gen = info.gen;
2176                 *who_mode = info.mode;
2177         } else {
2178                 ret = 0;
2179         }
2180
2181 out:
2182         return ret;
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Checks if the ref was overwritten by an already processed inode. This is
2187  * used by __get_cur_name_and_parent to find out if the ref was orphanized and
2188  * thus the orphan name needs be used.
2189  * process_recorded_refs also uses it to avoid unlinking of refs that were
2190  * overwritten.
2191  */
2192 static int did_overwrite_ref(struct send_ctx *sctx,
2193                             u64 dir, u64 dir_gen,
2194                             u64 ino, u64 ino_gen,
2195                             const char *name, int name_len)
2196 {
2197         int ret = 0;
2198         u64 gen;
2199         u64 ow_inode;
2200
2201         if (!sctx->parent_root)
2202                 goto out;
2203
2204         ret = is_inode_existent(sctx, dir, dir_gen);
2205         if (ret <= 0)
2206                 goto out;
2207
2208         if (dir != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
2209                 ret = get_inode_gen(sctx->send_root, dir, &gen);
2210                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
2211                         goto out;
2212                 if (ret) {
2213                         ret = 0;
2214                         goto out;
2215                 }
2216                 if (gen != dir_gen)
2217                         goto out;
2218         }
2219
2220         /* check if the ref was overwritten by another ref */
2221         ret = lookup_dir_item_inode(sctx->send_root, dir, name, name_len,
2222                                     &ow_inode);
2223         if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
2224                 goto out;
2225         if (ret) {
2226                 /* was never and will never be overwritten */
2227                 ret = 0;
2228                 goto out;
2229         }
2230
2231         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, ow_inode, &gen);
2232         if (ret < 0)
2233                 goto out;
2234
2235         if (ow_inode == ino && gen == ino_gen) {
2236                 ret = 0;
2237                 goto out;
2238         }
2239
2240         /*
2241          * We know that it is or will be overwritten. Check this now.
2242          * The current inode being processed might have been the one that caused
2243          * inode 'ino' to be orphanized, therefore check if ow_inode matches
2244          * the current inode being processed.
2245          */
2246         if ((ow_inode < sctx->send_progress) ||
2247             (ino != sctx->cur_ino && ow_inode == sctx->cur_ino &&
2248              gen == sctx->cur_inode_gen))
2249                 ret = 1;
2250         else
2251                 ret = 0;
2252
2253 out:
2254         return ret;
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Same as did_overwrite_ref, but also checks if it is the first ref of an inode
2259  * that got overwritten. This is used by process_recorded_refs to determine
2260  * if it has to use the path as returned by get_cur_path or the orphan name.
2261  */
2262 static int did_overwrite_first_ref(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen)
2263 {
2264         int ret = 0;
2265         struct fs_path *name = NULL;
2266         u64 dir;
2267         u64 dir_gen;
2268
2269         if (!sctx->parent_root)
2270                 goto out;
2271
2272         name = fs_path_alloc();
2273         if (!name)
2274                 return -ENOMEM;
2275
2276         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino, &dir, &dir_gen, name);
2277         if (ret < 0)
2278                 goto out;
2279
2280         ret = did_overwrite_ref(sctx, dir, dir_gen, ino, gen,
2281                         name->start, fs_path_len(name));
2282
2283 out:
2284         fs_path_free(name);
2285         return ret;
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Insert a name cache entry. On 32bit kernels the radix tree index is 32bit,
2290  * so we need to do some special handling in case we have clashes. This function
2291  * takes care of this with the help of name_cache_entry::radix_list.
2292  * In case of error, nce is kfreed.
2293  */
2294 static int name_cache_insert(struct send_ctx *sctx,
2295                              struct name_cache_entry *nce)
2296 {
2297         int ret = 0;
2298         struct list_head *nce_head;
2299
2300         nce_head = radix_tree_lookup(&sctx->name_cache,
2301                         (unsigned long)nce->ino);
2302         if (!nce_head) {
2303                 nce_head = kmalloc(sizeof(*nce_head), GFP_KERNEL);
2304                 if (!nce_head) {
2305                         kfree(nce);
2306                         return -ENOMEM;
2307                 }
2308                 INIT_LIST_HEAD(nce_head);
2309
2310                 ret = radix_tree_insert(&sctx->name_cache, nce->ino, nce_head);
2311                 if (ret < 0) {
2312                         kfree(nce_head);
2313                         kfree(nce);
2314                         return ret;
2315                 }
2316         }
2317         list_add_tail(&nce->radix_list, nce_head);
2318         list_add_tail(&nce->list, &sctx->name_cache_list);
2319         sctx->name_cache_size++;
2320
2321         return ret;
2322 }
2323
2324 static void name_cache_delete(struct send_ctx *sctx,
2325                               struct name_cache_entry *nce)
2326 {
2327         struct list_head *nce_head;
2328
2329         nce_head = radix_tree_lookup(&sctx->name_cache,
2330                         (unsigned long)nce->ino);
2331         if (!nce_head) {
2332                 btrfs_err(sctx->send_root->fs_info,
2333               "name_cache_delete lookup failed ino %llu cache size %d, leaking memory",
2334                         nce->ino, sctx->name_cache_size);
2335         }
2336
2337         list_del(&nce->radix_list);
2338         list_del(&nce->list);
2339         sctx->name_cache_size--;
2340
2341         /*
2342          * We may not get to the final release of nce_head if the lookup fails
2343          */
2344         if (nce_head && list_empty(nce_head)) {
2345                 radix_tree_delete(&sctx->name_cache, (unsigned long)nce->ino);
2346                 kfree(nce_head);
2347         }
2348 }
2349
2350 static struct name_cache_entry *name_cache_search(struct send_ctx *sctx,
2351                                                     u64 ino, u64 gen)
2352 {
2353         struct list_head *nce_head;
2354         struct name_cache_entry *cur;
2355
2356         nce_head = radix_tree_lookup(&sctx->name_cache, (unsigned long)ino);
2357         if (!nce_head)
2358                 return NULL;
2359
2360         list_for_each_entry(cur, nce_head, radix_list) {
2361                 if (cur->ino == ino && cur->gen == gen)
2362                         return cur;
2363         }
2364         return NULL;
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Remove some entries from the beginning of name_cache_list.
2369  */
2370 static void name_cache_clean_unused(struct send_ctx *sctx)
2371 {
2372         struct name_cache_entry *nce;
2373
2374         if (sctx->name_cache_size < SEND_CTX_NAME_CACHE_CLEAN_SIZE)
2375                 return;
2376
2377         while (sctx->name_cache_size > SEND_CTX_MAX_NAME_CACHE_SIZE) {
2378                 nce = list_entry(sctx->name_cache_list.next,
2379                                 struct name_cache_entry, list);
2380                 name_cache_delete(sctx, nce);
2381                 kfree(nce);
2382         }
2383 }
2384
2385 static void name_cache_free(struct send_ctx *sctx)
2386 {
2387         struct name_cache_entry *nce;
2388
2389         while (!list_empty(&sctx->name_cache_list)) {
2390                 nce = list_entry(sctx->name_cache_list.next,
2391                                 struct name_cache_entry, list);
2392                 name_cache_delete(sctx, nce);
2393                 kfree(nce);
2394         }
2395 }
2396
2397 /*
2398  * Used by get_cur_path for each ref up to the root.
2399  * Returns 0 if it succeeded.
2400  * Returns 1 if the inode is not existent or got overwritten. In that case, the
2401  * name is an orphan name. This instructs get_cur_path to stop iterating. If 1
2402  * is returned, parent_ino/parent_gen are not guaranteed to be valid.
2403  * Returns <0 in case of error.
2404  */
2405 static int __get_cur_name_and_parent(struct send_ctx *sctx,
2406                                      u64 ino, u64 gen,
2407                                      u64 *parent_ino,
2408                                      u64 *parent_gen,
2409                                      struct fs_path *dest)
2410 {
2411         int ret;
2412         int nce_ret;
2413         struct name_cache_entry *nce = NULL;
2414
2415         /*
2416          * First check if we already did a call to this function with the same
2417          * ino/gen. If yes, check if the cache entry is still up-to-date. If yes
2418          * return the cached result.
2419          */
2420         nce = name_cache_search(sctx, ino, gen);
2421         if (nce) {
2422                 if (ino < sctx->send_progress && nce->need_later_update) {
2423                         name_cache_delete(sctx, nce);
2424                         kfree(nce);
2425                         nce = NULL;
2426                 } else {
2427                         /*
2428                          * Removes the entry from the list and adds it back to
2429                          * the end.  This marks the entry as recently used so
2430                          * that name_cache_clean_unused does not remove it.
2431                          */
2432                         list_move_tail(&nce->list, &sctx->name_cache_list);
2433
2434                         *parent_ino = nce->parent_ino;
2435                         *parent_gen = nce->parent_gen;
2436                         ret = fs_path_add(dest, nce->name, nce->name_len);
2437                         if (ret < 0)
2438                                 goto out;
2439                         ret = nce->ret;
2440                         goto out;
2441                 }
2442         }
2443
2444         /*
2445          * If the inode is not existent yet, add the orphan name and return 1.
2446          * This should only happen for the parent dir that we determine in
2447          * record_new_ref_if_needed().
2448          */
2449         ret = is_inode_existent(sctx, ino, gen);
2450         if (ret < 0)
2451                 goto out;
2452
2453         if (!ret) {
2454                 ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, dest);
2455                 if (ret < 0)
2456                         goto out;
2457                 ret = 1;
2458                 goto out_cache;
2459         }
2460
2461         /*
2462          * Depending on whether the inode was already processed or not, use
2463          * send_root or parent_root for ref lookup.
2464          */
2465         if (ino < sctx->send_progress)
2466                 ret = get_first_ref(sctx->send_root, ino,
2467                                     parent_ino, parent_gen, dest);
2468         else
2469                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
2470                                     parent_ino, parent_gen, dest);
2471         if (ret < 0)
2472                 goto out;
2473
2474         /*
2475          * Check if the ref was overwritten by an inode's ref that was processed
2476          * earlier. If yes, treat as orphan and return 1.
2477          */
2478         ret = did_overwrite_ref(sctx, *parent_ino, *parent_gen, ino, gen,
2479                         dest->start, dest->end - dest->start);
2480         if (ret < 0)
2481                 goto out;
2482         if (ret) {
2483                 fs_path_reset(dest);
2484                 ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, dest);
2485                 if (ret < 0)
2486                         goto out;
2487                 ret = 1;
2488         }
2489
2490 out_cache:
2491         /*
2492          * Store the result of the lookup in the name cache.
2493          */
2494         nce = kmalloc(sizeof(*nce) + fs_path_len(dest) + 1, GFP_KERNEL);
2495         if (!nce) {
2496                 ret = -ENOMEM;
2497                 goto out;
2498         }
2499
2500         nce->ino = ino;
2501         nce->gen = gen;
2502         nce->parent_ino = *parent_ino;
2503         nce->parent_gen = *parent_gen;
2504         nce->name_len = fs_path_len(dest);
2505         nce->ret = ret;
2506         strcpy(nce->name, dest->start);
2507
2508         if (ino < sctx->send_progress)
2509                 nce->need_later_update = 0;
2510         else
2511                 nce->need_later_update = 1;
2512
2513         nce_ret = name_cache_insert(sctx, nce);
2514         if (nce_ret < 0)
2515                 ret = nce_ret;
2516         name_cache_clean_unused(sctx);
2517
2518 out:
2519         return ret;
2520 }
2521
2522 /*
2523  * Magic happens here. This function returns the first ref to an inode as it
2524  * would look like while receiving the stream at this point in time.
2525  * We walk the path up to the root. For every inode in between, we check if it
2526  * was already processed/sent. If yes, we continue with the parent as found
2527  * in send_root. If not, we continue with the parent as found in parent_root.
2528  * If we encounter an inode that was deleted at this point in time, we use the
2529  * inodes "orphan" name instead of the real name and stop. Same with new inodes
2530  * that were not created yet and overwritten inodes/refs.
2531  *
2532  * When do we have orphan inodes:
2533  * 1. When an inode is freshly created and thus no valid refs are available yet
2534  * 2. When a directory lost all it's refs (deleted) but still has dir items
2535  *    inside which were not processed yet (pending for move/delete). If anyone
2536  *    tried to get the path to the dir items, it would get a path inside that
2537  *    orphan directory.
2538  * 3. When an inode is moved around or gets new links, it may overwrite the ref
2539  *    of an unprocessed inode. If in that case the first ref would be
2540  *    overwritten, the overwritten inode gets "orphanized". Later when we
2541  *    process this overwritten inode, it is restored at a new place by moving
2542  *    the orphan inode.
2543  *
2544  * sctx->send_progress tells this function at which point in time receiving
2545  * would be.
2546  */
2547 static int get_cur_path(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
2548                         struct fs_path *dest)
2549 {
2550         int ret = 0;
2551         struct fs_path *name = NULL;
2552         u64 parent_inode = 0;
2553         u64 parent_gen = 0;
2554         int stop = 0;
2555
2556         name = fs_path_alloc();
2557         if (!name) {
2558                 ret = -ENOMEM;
2559                 goto out;
2560         }
2561
2562         dest->reversed = 1;
2563         fs_path_reset(dest);
2564
2565         while (!stop && ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
2566                 struct waiting_dir_move *wdm;
2567
2568                 fs_path_reset(name);
2569
2570                 if (is_waiting_for_rm(sctx, ino, gen)) {
2571                         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, name);
2572                         if (ret < 0)
2573                                 goto out;
2574                         ret = fs_path_add_path(dest, name);
2575                         break;
2576                 }
2577
2578                 wdm = get_waiting_dir_move(sctx, ino);
2579                 if (wdm && wdm->orphanized) {
2580                         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, name);
2581                         stop = 1;
2582                 } else if (wdm) {
2583                         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
2584                                             &parent_inode, &parent_gen, name);
2585                 } else {
2586                         ret = __get_cur_name_and_parent(sctx, ino, gen,
2587                                                         &parent_inode,
2588                                                         &parent_gen, name);
2589                         if (ret)
2590                                 stop = 1;
2591                 }
2592
2593                 if (ret < 0)
2594                         goto out;
2595
2596                 ret = fs_path_add_path(dest, name);
2597                 if (ret < 0)
2598                         goto out;
2599
2600                 ino = parent_inode;
2601                 gen = parent_gen;
2602         }
2603
2604 out:
2605         fs_path_free(name);
2606         if (!ret)
2607                 fs_path_unreverse(dest);
2608         return ret;
2609 }
2610
2611 /*
2612  * Sends a BTRFS_SEND_C_SUBVOL command/item to userspace
2613  */
2614 static int send_subvol_begin(struct send_ctx *sctx)
2615 {
2616         int ret;
2617         struct btrfs_root *send_root = sctx->send_root;
2618         struct btrfs_root *parent_root = sctx->parent_root;
2619         struct btrfs_path *path;
2620         struct btrfs_key key;
2621         struct btrfs_root_ref *ref;
2622         struct extent_buffer *leaf;
2623         char *name = NULL;
2624         int namelen;
2625
2626         path = btrfs_alloc_path();
2627         if (!path)
2628                 return -ENOMEM;
2629
2630         name = kmalloc(BTRFS_PATH_NAME_MAX, GFP_KERNEL);
2631         if (!name) {
2632                 btrfs_free_path(path);
2633                 return -ENOMEM;
2634         }
2635
2636         key.objectid = send_root->root_key.objectid;
2637         key.type = BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY;
2638         key.offset = 0;
2639
2640         ret = btrfs_search_slot_for_read(send_root->fs_info->tree_root,
2641                                 &key, path, 1, 0);
2642         if (ret < 0)
2643                 goto out;
2644         if (ret) {
2645                 ret = -ENOENT;
2646                 goto out;
2647         }
2648
2649         leaf = path->nodes[0];
2650         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2651         if (key.type != BTRFS_ROOT_BACKREF_KEY ||
2652             key.objectid != send_root->root_key.objectid) {
2653                 ret = -ENOENT;
2654                 goto out;
2655         }
2656         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
2657         namelen = btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref);
2658         read_extent_buffer(leaf, name, (unsigned long)(ref + 1), namelen);
2659         btrfs_release_path(path);
2660
2661         if (parent_root) {
2662                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SNAPSHOT);
2663                 if (ret < 0)
2664                         goto out;
2665         } else {
2666                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SUBVOL);
2667                 if (ret < 0)
2668                         goto out;
2669         }
2670
2671         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, name, namelen);
2672
2673         if (!btrfs_is_empty_uuid(sctx->send_root->root_item.received_uuid))
2674                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_UUID,
2675                             sctx->send_root->root_item.received_uuid);
2676         else
2677                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_UUID,
2678                             sctx->send_root->root_item.uuid);
2679
2680         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CTRANSID,
2681                     btrfs_root_ctransid(&sctx->send_root->root_item));
2682         if (parent_root) {
2683                 if (!btrfs_is_empty_uuid(parent_root->root_item.received_uuid))
2684                         TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
2685                                      parent_root->root_item.received_uuid);
2686                 else
2687                         TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
2688                                      parent_root->root_item.uuid);
2689                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_CTRANSID,
2690                             btrfs_root_ctransid(&sctx->parent_root->root_item));
2691         }
2692
2693         ret = send_cmd(sctx);
2694
2695 tlv_put_failure:
2696 out:
2697         btrfs_free_path(path);
2698         kfree(name);
2699         return ret;
2700 }
2701
2702 static int send_truncate(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 size)
2703 {
2704         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2705         int ret = 0;
2706         struct fs_path *p;
2707
2708         btrfs_debug(fs_info, "send_truncate %llu size=%llu", ino, size);
2709
2710         p = fs_path_alloc();
2711         if (!p)
2712                 return -ENOMEM;
2713
2714         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_TRUNCATE);
2715         if (ret < 0)
2716                 goto out;
2717
2718         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2719         if (ret < 0)
2720                 goto out;
2721         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2722         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_SIZE, size);
2723
2724         ret = send_cmd(sctx);
2725
2726 tlv_put_failure:
2727 out:
2728         fs_path_free(p);
2729         return ret;
2730 }
2731
2732 static int send_chmod(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 mode)
2733 {
2734         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2735         int ret = 0;
2736         struct fs_path *p;
2737
2738         btrfs_debug(fs_info, "send_chmod %llu mode=%llu", ino, mode);
2739
2740         p = fs_path_alloc();
2741         if (!p)
2742                 return -ENOMEM;
2743
2744         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CHMOD);
2745         if (ret < 0)
2746                 goto out;
2747
2748         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2749         if (ret < 0)
2750                 goto out;
2751         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2752         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_MODE, mode & 07777);
2753
2754         ret = send_cmd(sctx);
2755
2756 tlv_put_failure:
2757 out:
2758         fs_path_free(p);
2759         return ret;
2760 }
2761
2762 static int send_fileattr(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 fileattr)
2763 {
2764         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2765         int ret = 0;
2766         struct fs_path *p;
2767
2768         if (sctx->proto < 2)
2769                 return 0;
2770
2771         btrfs_debug(fs_info, "send_fileattr %llu fileattr=%llu", ino, fileattr);
2772
2773         p = fs_path_alloc();
2774         if (!p)
2775                 return -ENOMEM;
2776
2777         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_FILEATTR);
2778         if (ret < 0)
2779                 goto out;
2780
2781         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2782         if (ret < 0)
2783                 goto out;
2784         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2785         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILEATTR, fileattr);
2786
2787         ret = send_cmd(sctx);
2788
2789 tlv_put_failure:
2790 out:
2791         fs_path_free(p);
2792         return ret;
2793 }
2794
2795 static int send_chown(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen, u64 uid, u64 gid)
2796 {
2797         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2798         int ret = 0;
2799         struct fs_path *p;
2800
2801         btrfs_debug(fs_info, "send_chown %llu uid=%llu, gid=%llu",
2802                     ino, uid, gid);
2803
2804         p = fs_path_alloc();
2805         if (!p)
2806                 return -ENOMEM;
2807
2808         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CHOWN);
2809         if (ret < 0)
2810                 goto out;
2811
2812         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2813         if (ret < 0)
2814                 goto out;
2815         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2816         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UID, uid);
2817         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_GID, gid);
2818
2819         ret = send_cmd(sctx);
2820
2821 tlv_put_failure:
2822 out:
2823         fs_path_free(p);
2824         return ret;
2825 }
2826
2827 static int send_utimes(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen)
2828 {
2829         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2830         int ret = 0;
2831         struct fs_path *p = NULL;
2832         struct btrfs_inode_item *ii;
2833         struct btrfs_path *path = NULL;
2834         struct extent_buffer *eb;
2835         struct btrfs_key key;
2836         int slot;
2837
2838         btrfs_debug(fs_info, "send_utimes %llu", ino);
2839
2840         p = fs_path_alloc();
2841         if (!p)
2842                 return -ENOMEM;
2843
2844         path = alloc_path_for_send();
2845         if (!path) {
2846                 ret = -ENOMEM;
2847                 goto out;
2848         }
2849
2850         key.objectid = ino;
2851         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
2852         key.offset = 0;
2853         ret = btrfs_search_slot(NULL, sctx->send_root, &key, path, 0, 0);
2854         if (ret > 0)
2855                 ret = -ENOENT;
2856         if (ret < 0)
2857                 goto out;
2858
2859         eb = path->nodes[0];
2860         slot = path->slots[0];
2861         ii = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_inode_item);
2862
2863         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UTIMES);
2864         if (ret < 0)
2865                 goto out;
2866
2867         ret = get_cur_path(sctx, ino, gen, p);
2868         if (ret < 0)
2869                 goto out;
2870         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2871         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_ATIME, eb, &ii->atime);
2872         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_MTIME, eb, &ii->mtime);
2873         TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_CTIME, eb, &ii->ctime);
2874         if (sctx->proto >= 2)
2875                 TLV_PUT_BTRFS_TIMESPEC(sctx, BTRFS_SEND_A_OTIME, eb, &ii->otime);
2876
2877         ret = send_cmd(sctx);
2878
2879 tlv_put_failure:
2880 out:
2881         fs_path_free(p);
2882         btrfs_free_path(path);
2883         return ret;
2884 }
2885
2886 /*
2887  * Sends a BTRFS_SEND_C_MKXXX or SYMLINK command to user space. We don't have
2888  * a valid path yet because we did not process the refs yet. So, the inode
2889  * is created as orphan.
2890  */
2891 static int send_create_inode(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
2892 {
2893         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
2894         int ret = 0;
2895         struct fs_path *p;
2896         int cmd;
2897         struct btrfs_inode_info info;
2898         u64 gen;
2899         u64 mode;
2900         u64 rdev;
2901
2902         btrfs_debug(fs_info, "send_create_inode %llu", ino);
2903
2904         p = fs_path_alloc();
2905         if (!p)
2906                 return -ENOMEM;
2907
2908         if (ino != sctx->cur_ino) {
2909                 ret = get_inode_info(sctx->send_root, ino, &info);
2910                 if (ret < 0)
2911                         goto out;
2912                 gen = info.gen;
2913                 mode = info.mode;
2914                 rdev = info.rdev;
2915         } else {
2916                 gen = sctx->cur_inode_gen;
2917                 mode = sctx->cur_inode_mode;
2918                 rdev = sctx->cur_inode_rdev;
2919         }
2920
2921         if (S_ISREG(mode)) {
2922                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKFILE;
2923         } else if (S_ISDIR(mode)) {
2924                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKDIR;
2925         } else if (S_ISLNK(mode)) {
2926                 cmd = BTRFS_SEND_C_SYMLINK;
2927         } else if (S_ISCHR(mode) || S_ISBLK(mode)) {
2928                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKNOD;
2929         } else if (S_ISFIFO(mode)) {
2930                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKFIFO;
2931         } else if (S_ISSOCK(mode)) {
2932                 cmd = BTRFS_SEND_C_MKSOCK;
2933         } else {
2934                 btrfs_warn(sctx->send_root->fs_info, "unexpected inode type %o",
2935                                 (int)(mode & S_IFMT));
2936                 ret = -EOPNOTSUPP;
2937                 goto out;
2938         }
2939
2940         ret = begin_cmd(sctx, cmd);
2941         if (ret < 0)
2942                 goto out;
2943
2944         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, p);
2945         if (ret < 0)
2946                 goto out;
2947
2948         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
2949         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_INO, ino);
2950
2951         if (S_ISLNK(mode)) {
2952                 fs_path_reset(p);
2953                 ret = read_symlink(sctx->send_root, ino, p);
2954                 if (ret < 0)
2955                         goto out;
2956                 TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH_LINK, p);
2957         } else if (S_ISCHR(mode) || S_ISBLK(mode) ||
2958                    S_ISFIFO(mode) || S_ISSOCK(mode)) {
2959                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_RDEV, new_encode_dev(rdev));
2960                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_MODE, mode);
2961         }
2962
2963         ret = send_cmd(sctx);
2964         if (ret < 0)
2965                 goto out;
2966
2967
2968 tlv_put_failure:
2969 out:
2970         fs_path_free(p);
2971         return ret;
2972 }
2973
2974 /*
2975  * We need some special handling for inodes that get processed before the parent
2976  * directory got created. See process_recorded_refs for details.
2977  * This function does the check if we already created the dir out of order.
2978  */
2979 static int did_create_dir(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
2980 {
2981         int ret = 0;
2982         int iter_ret = 0;
2983         struct btrfs_path *path = NULL;
2984         struct btrfs_key key;
2985         struct btrfs_key found_key;
2986         struct btrfs_key di_key;
2987         struct btrfs_dir_item *di;
2988
2989         path = alloc_path_for_send();
2990         if (!path)
2991                 return -ENOMEM;
2992
2993         key.objectid = dir;
2994         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
2995         key.offset = 0;
2996
2997         btrfs_for_each_slot(sctx->send_root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
2998                 struct extent_buffer *eb = path->nodes[0];
2999
3000                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
3001                     found_key.type != key.type) {
3002                         ret = 0;
3003                         break;
3004                 }
3005
3006                 di = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
3007                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(eb, di, &di_key);
3008
3009                 if (di_key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY &&
3010                     di_key.objectid < sctx->send_progress) {
3011                         ret = 1;
3012                         break;
3013                 }
3014         }
3015         /* Catch error found during iteration */
3016         if (iter_ret < 0)
3017                 ret = iter_ret;
3018
3019         btrfs_free_path(path);
3020         return ret;
3021 }
3022
3023 /*
3024  * Only creates the inode if it is:
3025  * 1. Not a directory
3026  * 2. Or a directory which was not created already due to out of order
3027  *    directories. See did_create_dir and process_recorded_refs for details.
3028  */
3029 static int send_create_inode_if_needed(struct send_ctx *sctx)
3030 {
3031         int ret;
3032
3033         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
3034                 ret = did_create_dir(sctx, sctx->cur_ino);
3035                 if (ret < 0)
3036                         return ret;
3037                 else if (ret > 0)
3038                         return 0;
3039         }
3040
3041         return send_create_inode(sctx, sctx->cur_ino);
3042 }
3043
3044 struct recorded_ref {
3045         struct list_head list;
3046         char *name;
3047         struct fs_path *full_path;
3048         u64 dir;
3049         u64 dir_gen;
3050         int name_len;
3051         struct rb_node node;
3052         struct rb_root *root;
3053 };
3054
3055 static struct recorded_ref *recorded_ref_alloc(void)
3056 {
3057         struct recorded_ref *ref;
3058
3059         ref = kzalloc(sizeof(*ref), GFP_KERNEL);
3060         if (!ref)
3061                 return NULL;
3062         RB_CLEAR_NODE(&ref->node);
3063         INIT_LIST_HEAD(&ref->list);
3064         return ref;
3065 }
3066
3067 static void recorded_ref_free(struct recorded_ref *ref)
3068 {
3069         if (!ref)
3070                 return;
3071         if (!RB_EMPTY_NODE(&ref->node))
3072                 rb_erase(&ref->node, ref->root);
3073         list_del(&ref->list);
3074         fs_path_free(ref->full_path);
3075         kfree(ref);
3076 }
3077
3078 static void set_ref_path(struct recorded_ref *ref, struct fs_path *path)
3079 {
3080         ref->full_path = path;
3081         ref->name = (char *)kbasename(ref->full_path->start);
3082         ref->name_len = ref->full_path->end - ref->name;
3083 }
3084
3085 static int dup_ref(struct recorded_ref *ref, struct list_head *list)
3086 {
3087         struct recorded_ref *new;
3088
3089         new = recorded_ref_alloc();
3090         if (!new)
3091                 return -ENOMEM;
3092
3093         new->dir = ref->dir;
3094         new->dir_gen = ref->dir_gen;
3095         list_add_tail(&new->list, list);
3096         return 0;
3097 }
3098
3099 static void __free_recorded_refs(struct list_head *head)
3100 {
3101         struct recorded_ref *cur;
3102
3103         while (!list_empty(head)) {
3104                 cur = list_entry(head->next, struct recorded_ref, list);
3105                 recorded_ref_free(cur);
3106         }
3107 }
3108
3109 static void free_recorded_refs(struct send_ctx *sctx)
3110 {
3111         __free_recorded_refs(&sctx->new_refs);
3112         __free_recorded_refs(&sctx->deleted_refs);
3113 }
3114
3115 /*
3116  * Renames/moves a file/dir to its orphan name. Used when the first
3117  * ref of an unprocessed inode gets overwritten and for all non empty
3118  * directories.
3119  */
3120 static int orphanize_inode(struct send_ctx *sctx, u64 ino, u64 gen,
3121                           struct fs_path *path)
3122 {
3123         int ret;
3124         struct fs_path *orphan;
3125
3126         orphan = fs_path_alloc();
3127         if (!orphan)
3128                 return -ENOMEM;
3129
3130         ret = gen_unique_name(sctx, ino, gen, orphan);
3131         if (ret < 0)
3132                 goto out;
3133
3134         ret = send_rename(sctx, path, orphan);
3135
3136 out:
3137         fs_path_free(orphan);
3138         return ret;
3139 }
3140
3141 static struct orphan_dir_info *add_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3142                                                    u64 dir_ino, u64 dir_gen)
3143 {
3144         struct rb_node **p = &sctx->orphan_dirs.rb_node;
3145         struct rb_node *parent = NULL;
3146         struct orphan_dir_info *entry, *odi;
3147
3148         while (*p) {
3149                 parent = *p;
3150                 entry = rb_entry(parent, struct orphan_dir_info, node);
3151                 if (dir_ino < entry->ino)
3152                         p = &(*p)->rb_left;
3153                 else if (dir_ino > entry->ino)
3154                         p = &(*p)->rb_right;
3155                 else if (dir_gen < entry->gen)
3156                         p = &(*p)->rb_left;
3157                 else if (dir_gen > entry->gen)
3158                         p = &(*p)->rb_right;
3159                 else
3160                         return entry;
3161         }
3162
3163         odi = kmalloc(sizeof(*odi), GFP_KERNEL);
3164         if (!odi)
3165                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3166         odi->ino = dir_ino;
3167         odi->gen = dir_gen;
3168         odi->last_dir_index_offset = 0;
3169
3170         rb_link_node(&odi->node, parent, p);
3171         rb_insert_color(&odi->node, &sctx->orphan_dirs);
3172         return odi;
3173 }
3174
3175 static struct orphan_dir_info *get_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3176                                                    u64 dir_ino, u64 gen)
3177 {
3178         struct rb_node *n = sctx->orphan_dirs.rb_node;
3179         struct orphan_dir_info *entry;
3180
3181         while (n) {
3182                 entry = rb_entry(n, struct orphan_dir_info, node);
3183                 if (dir_ino < entry->ino)
3184                         n = n->rb_left;
3185                 else if (dir_ino > entry->ino)
3186                         n = n->rb_right;
3187                 else if (gen < entry->gen)
3188                         n = n->rb_left;
3189                 else if (gen > entry->gen)
3190                         n = n->rb_right;
3191                 else
3192                         return entry;
3193         }
3194         return NULL;
3195 }
3196
3197 static int is_waiting_for_rm(struct send_ctx *sctx, u64 dir_ino, u64 gen)
3198 {
3199         struct orphan_dir_info *odi = get_orphan_dir_info(sctx, dir_ino, gen);
3200
3201         return odi != NULL;
3202 }
3203
3204 static void free_orphan_dir_info(struct send_ctx *sctx,
3205                                  struct orphan_dir_info *odi)
3206 {
3207         if (!odi)
3208                 return;
3209         rb_erase(&odi->node, &sctx->orphan_dirs);
3210         kfree(odi);
3211 }
3212
3213 /*
3214  * Returns 1 if a directory can be removed at this point in time.
3215  * We check this by iterating all dir items and checking if the inode behind
3216  * the dir item was already processed.
3217  */
3218 static int can_rmdir(struct send_ctx *sctx, u64 dir, u64 dir_gen,
3219                      u64 send_progress)
3220 {
3221         int ret = 0;
3222         int iter_ret = 0;
3223         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
3224         struct btrfs_path *path;
3225         struct btrfs_key key;
3226         struct btrfs_key found_key;
3227         struct btrfs_key loc;
3228         struct btrfs_dir_item *di;
3229         struct orphan_dir_info *odi = NULL;
3230
3231         /*
3232          * Don't try to rmdir the top/root subvolume dir.
3233          */
3234         if (dir == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
3235                 return 0;
3236
3237         path = alloc_path_for_send();
3238         if (!path)
3239                 return -ENOMEM;
3240
3241         key.objectid = dir;
3242         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
3243         key.offset = 0;
3244
3245         odi = get_orphan_dir_info(sctx, dir, dir_gen);
3246         if (odi)
3247                 key.offset = odi->last_dir_index_offset;
3248
3249         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
3250                 struct waiting_dir_move *dm;
3251
3252                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
3253                     found_key.type != key.type)
3254                         break;
3255
3256                 di = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
3257                                 struct btrfs_dir_item);
3258                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &loc);
3259
3260                 dm = get_waiting_dir_move(sctx, loc.objectid);
3261                 if (dm) {
3262                         odi = add_orphan_dir_info(sctx, dir, dir_gen);
3263                         if (IS_ERR(odi)) {
3264                                 ret = PTR_ERR(odi);
3265                                 goto out;
3266                         }
3267                         odi->gen = dir_gen;
3268                         odi->last_dir_index_offset = found_key.offset;
3269                         dm->rmdir_ino = dir;
3270                         dm->rmdir_gen = dir_gen;
3271                         ret = 0;
3272                         goto out;
3273                 }
3274
3275                 if (loc.objectid > send_progress) {
3276                         odi = add_orphan_dir_info(sctx, dir, dir_gen);
3277                         if (IS_ERR(odi)) {
3278                                 ret = PTR_ERR(odi);
3279                                 goto out;
3280                         }
3281                         odi->gen = dir_gen;
3282                         odi->last_dir_index_offset = found_key.offset;
3283                         ret = 0;
3284                         goto out;
3285                 }
3286         }
3287         if (iter_ret < 0) {
3288                 ret = iter_ret;
3289                 goto out;
3290         }
3291         free_orphan_dir_info(sctx, odi);
3292
3293         ret = 1;
3294
3295 out:
3296         btrfs_free_path(path);
3297         return ret;
3298 }
3299
3300 static int is_waiting_for_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
3301 {
3302         struct waiting_dir_move *entry = get_waiting_dir_move(sctx, ino);
3303
3304         return entry != NULL;
3305 }
3306
3307 static int add_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino, bool orphanized)
3308 {
3309         struct rb_node **p = &sctx->waiting_dir_moves.rb_node;
3310         struct rb_node *parent = NULL;
3311         struct waiting_dir_move *entry, *dm;
3312
3313         dm = kmalloc(sizeof(*dm), GFP_KERNEL);
3314         if (!dm)
3315                 return -ENOMEM;
3316         dm->ino = ino;
3317         dm->rmdir_ino = 0;
3318         dm->rmdir_gen = 0;
3319         dm->orphanized = orphanized;
3320
3321         while (*p) {
3322                 parent = *p;
3323                 entry = rb_entry(parent, struct waiting_dir_move, node);
3324                 if (ino < entry->ino) {
3325                         p = &(*p)->rb_left;
3326                 } else if (ino > entry->ino) {
3327                         p = &(*p)->rb_right;
3328                 } else {
3329                         kfree(dm);
3330                         return -EEXIST;
3331                 }
3332         }
3333
3334         rb_link_node(&dm->node, parent, p);
3335         rb_insert_color(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
3336         return 0;
3337 }
3338
3339 static struct waiting_dir_move *
3340 get_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx, u64 ino)
3341 {
3342         struct rb_node *n = sctx->waiting_dir_moves.rb_node;
3343         struct waiting_dir_move *entry;
3344
3345         while (n) {
3346                 entry = rb_entry(n, struct waiting_dir_move, node);
3347                 if (ino < entry->ino)
3348                         n = n->rb_left;
3349                 else if (ino > entry->ino)
3350                         n = n->rb_right;
3351                 else
3352                         return entry;
3353         }
3354         return NULL;
3355 }
3356
3357 static void free_waiting_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3358                                   struct waiting_dir_move *dm)
3359 {
3360         if (!dm)
3361                 return;
3362         rb_erase(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
3363         kfree(dm);
3364 }
3365
3366 static int add_pending_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3367                                 u64 ino,
3368                                 u64 ino_gen,
3369                                 u64 parent_ino,
3370                                 struct list_head *new_refs,
3371                                 struct list_head *deleted_refs,
3372                                 const bool is_orphan)
3373 {
3374         struct rb_node **p = &sctx->pending_dir_moves.rb_node;
3375         struct rb_node *parent = NULL;
3376         struct pending_dir_move *entry = NULL, *pm;
3377         struct recorded_ref *cur;
3378         int exists = 0;
3379         int ret;
3380
3381         pm = kmalloc(sizeof(*pm), GFP_KERNEL);
3382         if (!pm)
3383                 return -ENOMEM;
3384         pm->parent_ino = parent_ino;
3385         pm->ino = ino;
3386         pm->gen = ino_gen;
3387         INIT_LIST_HEAD(&pm->list);
3388         INIT_LIST_HEAD(&pm->update_refs);
3389         RB_CLEAR_NODE(&pm->node);
3390
3391         while (*p) {
3392                 parent = *p;
3393                 entry = rb_entry(parent, struct pending_dir_move, node);
3394                 if (parent_ino < entry->parent_ino) {
3395                         p = &(*p)->rb_left;
3396                 } else if (parent_ino > entry->parent_ino) {
3397                         p = &(*p)->rb_right;
3398                 } else {
3399                         exists = 1;
3400                         break;
3401                 }
3402         }
3403
3404         list_for_each_entry(cur, deleted_refs, list) {
3405                 ret = dup_ref(cur, &pm->update_refs);
3406                 if (ret < 0)
3407                         goto out;
3408         }
3409         list_for_each_entry(cur, new_refs, list) {
3410                 ret = dup_ref(cur, &pm->update_refs);
3411                 if (ret < 0)
3412                         goto out;
3413         }
3414
3415         ret = add_waiting_dir_move(sctx, pm->ino, is_orphan);
3416         if (ret)
3417                 goto out;
3418
3419         if (exists) {
3420                 list_add_tail(&pm->list, &entry->list);
3421         } else {
3422                 rb_link_node(&pm->node, parent, p);
3423                 rb_insert_color(&pm->node, &sctx->pending_dir_moves);
3424         }
3425         ret = 0;
3426 out:
3427         if (ret) {
3428                 __free_recorded_refs(&pm->update_refs);
3429                 kfree(pm);
3430         }
3431         return ret;
3432 }
3433
3434 static struct pending_dir_move *get_pending_dir_moves(struct send_ctx *sctx,
3435                                                       u64 parent_ino)
3436 {
3437         struct rb_node *n = sctx->pending_dir_moves.rb_node;
3438         struct pending_dir_move *entry;
3439
3440         while (n) {
3441                 entry = rb_entry(n, struct pending_dir_move, node);
3442                 if (parent_ino < entry->parent_ino)
3443                         n = n->rb_left;
3444                 else if (parent_ino > entry->parent_ino)
3445                         n = n->rb_right;
3446                 else
3447                         return entry;
3448         }
3449         return NULL;
3450 }
3451
3452 static int path_loop(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *name,
3453                      u64 ino, u64 gen, u64 *ancestor_ino)
3454 {
3455         int ret = 0;
3456         u64 parent_inode = 0;
3457         u64 parent_gen = 0;
3458         u64 start_ino = ino;
3459
3460         *ancestor_ino = 0;
3461         while (ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3462                 fs_path_reset(name);
3463
3464                 if (is_waiting_for_rm(sctx, ino, gen))
3465                         break;
3466                 if (is_waiting_for_move(sctx, ino)) {
3467                         if (*ancestor_ino == 0)
3468                                 *ancestor_ino = ino;
3469                         ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino,
3470                                             &parent_inode, &parent_gen, name);
3471                 } else {
3472                         ret = __get_cur_name_and_parent(sctx, ino, gen,
3473                                                         &parent_inode,
3474                                                         &parent_gen, name);
3475                         if (ret > 0) {
3476                                 ret = 0;
3477                                 break;
3478                         }
3479                 }
3480                 if (ret < 0)
3481                         break;
3482                 if (parent_inode == start_ino) {
3483                         ret = 1;
3484                         if (*ancestor_ino == 0)
3485                                 *ancestor_ino = ino;
3486                         break;
3487                 }
3488                 ino = parent_inode;
3489                 gen = parent_gen;
3490         }
3491         return ret;
3492 }
3493
3494 static int apply_dir_move(struct send_ctx *sctx, struct pending_dir_move *pm)
3495 {
3496         struct fs_path *from_path = NULL;
3497         struct fs_path *to_path = NULL;
3498         struct fs_path *name = NULL;
3499         u64 orig_progress = sctx->send_progress;
3500         struct recorded_ref *cur;
3501         u64 parent_ino, parent_gen;
3502         struct waiting_dir_move *dm = NULL;
3503         u64 rmdir_ino = 0;
3504         u64 rmdir_gen;
3505         u64 ancestor;
3506         bool is_orphan;
3507         int ret;
3508
3509         name = fs_path_alloc();
3510         from_path = fs_path_alloc();
3511         if (!name || !from_path) {
3512                 ret = -ENOMEM;
3513                 goto out;
3514         }
3515
3516         dm = get_waiting_dir_move(sctx, pm->ino);
3517         ASSERT(dm);
3518         rmdir_ino = dm->rmdir_ino;
3519         rmdir_gen = dm->rmdir_gen;
3520         is_orphan = dm->orphanized;
3521         free_waiting_dir_move(sctx, dm);
3522
3523         if (is_orphan) {
3524                 ret = gen_unique_name(sctx, pm->ino,
3525                                       pm->gen, from_path);
3526         } else {
3527                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, pm->ino,
3528                                     &parent_ino, &parent_gen, name);
3529                 if (ret < 0)
3530                         goto out;
3531                 ret = get_cur_path(sctx, parent_ino, parent_gen,
3532                                    from_path);
3533                 if (ret < 0)
3534                         goto out;
3535                 ret = fs_path_add_path(from_path, name);
3536         }
3537         if (ret < 0)
3538                 goto out;
3539
3540         sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
3541         ret = path_loop(sctx, name, pm->ino, pm->gen, &ancestor);
3542         if (ret < 0)
3543                 goto out;
3544         if (ret) {
3545                 LIST_HEAD(deleted_refs);
3546                 ASSERT(ancestor > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID);
3547                 ret = add_pending_dir_move(sctx, pm->ino, pm->gen, ancestor,
3548                                            &pm->update_refs, &deleted_refs,
3549                                            is_orphan);
3550                 if (ret < 0)
3551                         goto out;
3552                 if (rmdir_ino) {
3553                         dm = get_waiting_dir_move(sctx, pm->ino);
3554                         ASSERT(dm);
3555                         dm->rmdir_ino = rmdir_ino;
3556                         dm->rmdir_gen = rmdir_gen;
3557                 }
3558                 goto out;
3559         }
3560         fs_path_reset(name);
3561         to_path = name;
3562         name = NULL;
3563         ret = get_cur_path(sctx, pm->ino, pm->gen, to_path);
3564         if (ret < 0)
3565                 goto out;
3566
3567         ret = send_rename(sctx, from_path, to_path);
3568         if (ret < 0)
3569                 goto out;
3570
3571         if (rmdir_ino) {
3572                 struct orphan_dir_info *odi;
3573                 u64 gen;
3574
3575                 odi = get_orphan_dir_info(sctx, rmdir_ino, rmdir_gen);
3576                 if (!odi) {
3577                         /* already deleted */
3578                         goto finish;
3579                 }
3580                 gen = odi->gen;
3581
3582                 ret = can_rmdir(sctx, rmdir_ino, gen, sctx->cur_ino);
3583                 if (ret < 0)
3584                         goto out;
3585                 if (!ret)
3586                         goto finish;
3587
3588                 name = fs_path_alloc();
3589                 if (!name) {
3590                         ret = -ENOMEM;
3591                         goto out;
3592                 }
3593                 ret = get_cur_path(sctx, rmdir_ino, gen, name);
3594                 if (ret < 0)
3595                         goto out;
3596                 ret = send_rmdir(sctx, name);
3597                 if (ret < 0)
3598                         goto out;
3599         }
3600
3601 finish:
3602         ret = send_utimes(sctx, pm->ino, pm->gen);
3603         if (ret < 0)
3604                 goto out;
3605
3606         /*
3607          * After rename/move, need to update the utimes of both new parent(s)
3608          * and old parent(s).
3609          */
3610         list_for_each_entry(cur, &pm->update_refs, list) {
3611                 /*
3612                  * The parent inode might have been deleted in the send snapshot
3613                  */
3614                 ret = get_inode_info(sctx->send_root, cur->dir, NULL);
3615                 if (ret == -ENOENT) {
3616                         ret = 0;
3617                         continue;
3618                 }
3619                 if (ret < 0)
3620                         goto out;
3621
3622                 ret = send_utimes(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
3623                 if (ret < 0)
3624                         goto out;
3625         }
3626
3627 out:
3628         fs_path_free(name);
3629         fs_path_free(from_path);
3630         fs_path_free(to_path);
3631         sctx->send_progress = orig_progress;
3632
3633         return ret;
3634 }
3635
3636 static void free_pending_move(struct send_ctx *sctx, struct pending_dir_move *m)
3637 {
3638         if (!list_empty(&m->list))
3639                 list_del(&m->list);
3640         if (!RB_EMPTY_NODE(&m->node))
3641                 rb_erase(&m->node, &sctx->pending_dir_moves);
3642         __free_recorded_refs(&m->update_refs);
3643         kfree(m);
3644 }
3645
3646 static void tail_append_pending_moves(struct send_ctx *sctx,
3647                                       struct pending_dir_move *moves,
3648                                       struct list_head *stack)
3649 {
3650         if (list_empty(&moves->list)) {
3651                 list_add_tail(&moves->list, stack);
3652         } else {
3653                 LIST_HEAD(list);
3654                 list_splice_init(&moves->list, &list);
3655                 list_add_tail(&moves->list, stack);
3656                 list_splice_tail(&list, stack);
3657         }
3658         if (!RB_EMPTY_NODE(&moves->node)) {
3659                 rb_erase(&moves->node, &sctx->pending_dir_moves);
3660                 RB_CLEAR_NODE(&moves->node);
3661         }
3662 }
3663
3664 static int apply_children_dir_moves(struct send_ctx *sctx)
3665 {
3666         struct pending_dir_move *pm;
3667         struct list_head stack;
3668         u64 parent_ino = sctx->cur_ino;
3669         int ret = 0;
3670
3671         pm = get_pending_dir_moves(sctx, parent_ino);
3672         if (!pm)
3673                 return 0;
3674
3675         INIT_LIST_HEAD(&stack);
3676         tail_append_pending_moves(sctx, pm, &stack);
3677
3678         while (!list_empty(&stack)) {
3679                 pm = list_first_entry(&stack, struct pending_dir_move, list);
3680                 parent_ino = pm->ino;
3681                 ret = apply_dir_move(sctx, pm);
3682                 free_pending_move(sctx, pm);
3683                 if (ret)
3684                         goto out;
3685                 pm = get_pending_dir_moves(sctx, parent_ino);
3686                 if (pm)
3687                         tail_append_pending_moves(sctx, pm, &stack);
3688         }
3689         return 0;
3690
3691 out:
3692         while (!list_empty(&stack)) {
3693                 pm = list_first_entry(&stack, struct pending_dir_move, list);
3694                 free_pending_move(sctx, pm);
3695         }
3696         return ret;
3697 }
3698
3699 /*
3700  * We might need to delay a directory rename even when no ancestor directory
3701  * (in the send root) with a higher inode number than ours (sctx->cur_ino) was
3702  * renamed. This happens when we rename a directory to the old name (the name
3703  * in the parent root) of some other unrelated directory that got its rename
3704  * delayed due to some ancestor with higher number that got renamed.
3705  *
3706  * Example:
3707  *
3708  * Parent snapshot:
3709  * .                                       (ino 256)
3710  * |---- a/                                (ino 257)
3711  * |     |---- file                        (ino 260)
3712  * |
3713  * |---- b/                                (ino 258)
3714  * |---- c/                                (ino 259)
3715  *
3716  * Send snapshot:
3717  * .                                       (ino 256)
3718  * |---- a/                                (ino 258)
3719  * |---- x/                                (ino 259)
3720  *       |---- y/                          (ino 257)
3721  *             |----- file                 (ino 260)
3722  *
3723  * Here we can not rename 258 from 'b' to 'a' without the rename of inode 257
3724  * from 'a' to 'x/y' happening first, which in turn depends on the rename of
3725  * inode 259 from 'c' to 'x'. So the order of rename commands the send stream
3726  * must issue is:
3727  *
3728  * 1 - rename 259 from 'c' to 'x'
3729  * 2 - rename 257 from 'a' to 'x/y'
3730  * 3 - rename 258 from 'b' to 'a'
3731  *
3732  * Returns 1 if the rename of sctx->cur_ino needs to be delayed, 0 if it can
3733  * be done right away and < 0 on error.
3734  */
3735 static int wait_for_dest_dir_move(struct send_ctx *sctx,
3736                                   struct recorded_ref *parent_ref,
3737                                   const bool is_orphan)
3738 {
3739         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->parent_root->fs_info;
3740         struct btrfs_path *path;
3741         struct btrfs_key key;
3742         struct btrfs_key di_key;
3743         struct btrfs_dir_item *di;
3744         u64 left_gen;
3745         u64 right_gen;
3746         int ret = 0;
3747         struct waiting_dir_move *wdm;
3748
3749         if (RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves))
3750                 return 0;
3751
3752         path = alloc_path_for_send();
3753         if (!path)
3754                 return -ENOMEM;
3755
3756         key.objectid = parent_ref->dir;
3757         key.type = BTRFS_DIR_ITEM_KEY;
3758         key.offset = btrfs_name_hash(parent_ref->name, parent_ref->name_len);
3759
3760         ret = btrfs_search_slot(NULL, sctx->parent_root, &key, path, 0, 0);
3761         if (ret < 0) {
3762                 goto out;
3763         } else if (ret > 0) {
3764                 ret = 0;
3765                 goto out;
3766         }
3767
3768         di = btrfs_match_dir_item_name(fs_info, path, parent_ref->name,
3769                                        parent_ref->name_len);
3770         if (!di) {
3771                 ret = 0;
3772                 goto out;
3773         }
3774         /*
3775          * di_key.objectid has the number of the inode that has a dentry in the
3776          * parent directory with the same name that sctx->cur_ino is being
3777          * renamed to. We need to check if that inode is in the send root as
3778          * well and if it is currently marked as an inode with a pending rename,
3779          * if it is, we need to delay the rename of sctx->cur_ino as well, so
3780          * that it happens after that other inode is renamed.
3781          */
3782         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &di_key);
3783         if (di_key.type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
3784                 ret = 0;
3785                 goto out;
3786         }
3787
3788         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, di_key.objectid, &left_gen);
3789         if (ret < 0)
3790                 goto out;
3791         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, di_key.objectid, &right_gen);
3792         if (ret < 0) {
3793                 if (ret == -ENOENT)
3794                         ret = 0;
3795                 goto out;
3796         }
3797
3798         /* Different inode, no need to delay the rename of sctx->cur_ino */
3799         if (right_gen != left_gen) {
3800                 ret = 0;
3801                 goto out;
3802         }
3803
3804         wdm = get_waiting_dir_move(sctx, di_key.objectid);
3805         if (wdm && !wdm->orphanized) {
3806                 ret = add_pending_dir_move(sctx,
3807                                            sctx->cur_ino,
3808                                            sctx->cur_inode_gen,
3809                                            di_key.objectid,
3810                                            &sctx->new_refs,
3811                                            &sctx->deleted_refs,
3812                                            is_orphan);
3813                 if (!ret)
3814                         ret = 1;
3815         }
3816 out:
3817         btrfs_free_path(path);
3818         return ret;
3819 }
3820
3821 /*
3822  * Check if inode ino2, or any of its ancestors, is inode ino1.
3823  * Return 1 if true, 0 if false and < 0 on error.
3824  */
3825 static int check_ino_in_path(struct btrfs_root *root,
3826                              const u64 ino1,
3827                              const u64 ino1_gen,
3828                              const u64 ino2,
3829                              const u64 ino2_gen,
3830                              struct fs_path *fs_path)
3831 {
3832         u64 ino = ino2;
3833
3834         if (ino1 == ino2)
3835                 return ino1_gen == ino2_gen;
3836
3837         while (ino > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3838                 u64 parent;
3839                 u64 parent_gen;
3840                 int ret;
3841
3842                 fs_path_reset(fs_path);
3843                 ret = get_first_ref(root, ino, &parent, &parent_gen, fs_path);
3844                 if (ret < 0)
3845                         return ret;
3846                 if (parent == ino1)
3847                         return parent_gen == ino1_gen;
3848                 ino = parent;
3849         }
3850         return 0;
3851 }
3852
3853 /*
3854  * Check if inode ino1 is an ancestor of inode ino2 in the given root for any
3855  * possible path (in case ino2 is not a directory and has multiple hard links).
3856  * Return 1 if true, 0 if false and < 0 on error.
3857  */
3858 static int is_ancestor(struct btrfs_root *root,
3859                        const u64 ino1,
3860                        const u64 ino1_gen,
3861                        const u64 ino2,
3862                        struct fs_path *fs_path)
3863 {
3864         bool free_fs_path = false;
3865         int ret = 0;
3866         int iter_ret = 0;
3867         struct btrfs_path *path = NULL;
3868         struct btrfs_key key;
3869
3870         if (!fs_path) {
3871                 fs_path = fs_path_alloc();
3872                 if (!fs_path)
3873                         return -ENOMEM;
3874                 free_fs_path = true;
3875         }
3876
3877         path = alloc_path_for_send();
3878         if (!path) {
3879                 ret = -ENOMEM;
3880                 goto out;
3881         }
3882
3883         key.objectid = ino2;
3884         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
3885         key.offset = 0;
3886
3887         btrfs_for_each_slot(root, &key, &key, path, iter_ret) {
3888                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
3889                 int slot = path->slots[0];
3890                 u32 cur_offset = 0;
3891                 u32 item_size;
3892
3893                 if (key.objectid != ino2)
3894                         break;
3895                 if (key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
3896                     key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
3897                         break;
3898
3899                 item_size = btrfs_item_size(leaf, slot);
3900                 while (cur_offset < item_size) {
3901                         u64 parent;
3902                         u64 parent_gen;
3903
3904                         if (key.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3905                                 unsigned long ptr;
3906                                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3907
3908                                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot);
3909                                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)
3910                                         (ptr + cur_offset);
3911                                 parent = btrfs_inode_extref_parent(leaf,
3912                                                                    extref);
3913                                 cur_offset += sizeof(*extref);
3914                                 cur_offset += btrfs_inode_extref_name_len(leaf,
3915                                                                   extref);
3916                         } else {
3917                                 parent = key.offset;
3918                                 cur_offset = item_size;
3919                         }
3920
3921                         ret = get_inode_gen(root, parent, &parent_gen);
3922                         if (ret < 0)
3923                                 goto out;
3924                         ret = check_ino_in_path(root, ino1, ino1_gen,
3925                                                 parent, parent_gen, fs_path);
3926                         if (ret)
3927                                 goto out;
3928                 }
3929         }
3930         ret = 0;
3931         if (iter_ret < 0)
3932                 ret = iter_ret;
3933
3934 out:
3935         btrfs_free_path(path);
3936         if (free_fs_path)
3937                 fs_path_free(fs_path);
3938         return ret;
3939 }
3940
3941 static int wait_for_parent_move(struct send_ctx *sctx,
3942                                 struct recorded_ref *parent_ref,
3943                                 const bool is_orphan)
3944 {
3945         int ret = 0;
3946         u64 ino = parent_ref->dir;
3947         u64 ino_gen = parent_ref->dir_gen;
3948         u64 parent_ino_before, parent_ino_after;
3949         struct fs_path *path_before = NULL;
3950         struct fs_path *path_after = NULL;
3951         int len1, len2;
3952
3953         path_after = fs_path_alloc();
3954         path_before = fs_path_alloc();
3955         if (!path_after || !path_before) {
3956                 ret = -ENOMEM;
3957                 goto out;
3958         }
3959
3960         /*
3961          * Our current directory inode may not yet be renamed/moved because some
3962          * ancestor (immediate or not) has to be renamed/moved first. So find if
3963          * such ancestor exists and make sure our own rename/move happens after
3964          * that ancestor is processed to avoid path build infinite loops (done
3965          * at get_cur_path()).
3966          */
3967         while (ino > BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
3968                 u64 parent_ino_after_gen;
3969
3970                 if (is_waiting_for_move(sctx, ino)) {
3971                         /*
3972                          * If the current inode is an ancestor of ino in the
3973                          * parent root, we need to delay the rename of the
3974                          * current inode, otherwise don't delayed the rename
3975                          * because we can end up with a circular dependency
3976                          * of renames, resulting in some directories never
3977                          * getting the respective rename operations issued in
3978                          * the send stream or getting into infinite path build
3979                          * loops.
3980                          */
3981                         ret = is_ancestor(sctx->parent_root,
3982                                           sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
3983                                           ino, path_before);
3984                         if (ret)
3985                                 break;
3986                 }
3987
3988                 fs_path_reset(path_before);
3989                 fs_path_reset(path_after);
3990
3991                 ret = get_first_ref(sctx->send_root, ino, &parent_ino_after,
3992                                     &parent_ino_after_gen, path_after);
3993                 if (ret < 0)
3994                         goto out;
3995                 ret = get_first_ref(sctx->parent_root, ino, &parent_ino_before,
3996                                     NULL, path_before);
3997                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT) {
3998                         goto out;
3999                 } else if (ret == -ENOENT) {
4000                         ret = 0;
4001                         break;
4002                 }
4003
4004                 len1 = fs_path_len(path_before);
4005                 len2 = fs_path_len(path_after);
4006                 if (ino > sctx->cur_ino &&
4007                     (parent_ino_before != parent_ino_after || len1 != len2 ||
4008                      memcmp(path_before->start, path_after->start, len1))) {
4009                         u64 parent_ino_gen;
4010
4011                         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, ino, &parent_ino_gen);
4012                         if (ret < 0)
4013                                 goto out;
4014                         if (ino_gen == parent_ino_gen) {
4015                                 ret = 1;
4016                                 break;
4017                         }
4018                 }
4019                 ino = parent_ino_after;
4020                 ino_gen = parent_ino_after_gen;
4021         }
4022
4023 out:
4024         fs_path_free(path_before);
4025         fs_path_free(path_after);
4026
4027         if (ret == 1) {
4028                 ret = add_pending_dir_move(sctx,
4029                                            sctx->cur_ino,
4030                                            sctx->cur_inode_gen,
4031                                            ino,
4032                                            &sctx->new_refs,
4033                                            &sctx->deleted_refs,
4034                                            is_orphan);
4035                 if (!ret)
4036                         ret = 1;
4037         }
4038
4039         return ret;
4040 }
4041
4042 static int update_ref_path(struct send_ctx *sctx, struct recorded_ref *ref)
4043 {
4044         int ret;
4045         struct fs_path *new_path;
4046
4047         /*
4048          * Our reference's name member points to its full_path member string, so
4049          * we use here a new path.
4050          */
4051         new_path = fs_path_alloc();
4052         if (!new_path)
4053                 return -ENOMEM;
4054
4055         ret = get_cur_path(sctx, ref->dir, ref->dir_gen, new_path);
4056         if (ret < 0) {
4057                 fs_path_free(new_path);
4058                 return ret;
4059         }
4060         ret = fs_path_add(new_path, ref->name, ref->name_len);
4061         if (ret < 0) {
4062                 fs_path_free(new_path);
4063                 return ret;
4064         }
4065
4066         fs_path_free(ref->full_path);
4067         set_ref_path(ref, new_path);
4068
4069         return 0;
4070 }
4071
4072 /*
4073  * When processing the new references for an inode we may orphanize an existing
4074  * directory inode because its old name conflicts with one of the new references
4075  * of the current inode. Later, when processing another new reference of our
4076  * inode, we might need to orphanize another inode, but the path we have in the
4077  * reference reflects the pre-orphanization name of the directory we previously
4078  * orphanized. For example:
4079  *
4080  * parent snapshot looks like:
4081  *
4082  * .                                     (ino 256)
4083  * |----- f1                             (ino 257)
4084  * |----- f2                             (ino 258)
4085  * |----- d1/                            (ino 259)
4086  *        |----- d2/                     (ino 260)
4087  *
4088  * send snapshot looks like:
4089  *
4090  * .                                     (ino 256)
4091  * |----- d1                             (ino 258)
4092  * |----- f2/                            (ino 259)
4093  *        |----- f2_link/                (ino 260)
4094  *        |       |----- f1              (ino 257)
4095  *        |
4096  *        |----- d2                      (ino 258)
4097  *
4098  * When processing inode 257 we compute the name for inode 259 as "d1", and we
4099  * cache it in the name cache. Later when we start processing inode 258, when
4100  * collecting all its new references we set a full path of "d1/d2" for its new
4101  * reference with name "d2". When we start processing the new references we
4102  * start by processing the new reference with name "d1", and this results in
4103  * orphanizing inode 259, since its old reference causes a conflict. Then we
4104  * move on the next new reference, with name "d2", and we find out we must
4105  * orphanize inode 260, as its old reference conflicts with ours - but for the
4106  * orphanization we use a source path corresponding to the path we stored in the
4107  * new reference, which is "d1/d2" and not "o259-6-0/d2" - this makes the
4108  * receiver fail since the path component "d1/" no longer exists, it was renamed
4109  * to "o259-6-0/" when processing the previous new reference. So in this case we
4110  * must recompute the path in the new reference and use it for the new
4111  * orphanization operation.
4112  */
4113 static int refresh_ref_path(struct send_ctx *sctx, struct recorded_ref *ref)
4114 {
4115         char *name;
4116         int ret;
4117
4118         name = kmemdup(ref->name, ref->name_len, GFP_KERNEL);
4119         if (!name)
4120                 return -ENOMEM;
4121
4122         fs_path_reset(ref->full_path);
4123         ret = get_cur_path(sctx, ref->dir, ref->dir_gen, ref->full_path);
4124         if (ret < 0)
4125                 goto out;
4126
4127         ret = fs_path_add(ref->full_path, name, ref->name_len);
4128         if (ret < 0)
4129                 goto out;
4130
4131         /* Update the reference's base name pointer. */
4132         set_ref_path(ref, ref->full_path);
4133 out:
4134         kfree(name);
4135         return ret;
4136 }
4137
4138 /*
4139  * This does all the move/link/unlink/rmdir magic.
4140  */
4141 static int process_recorded_refs(struct send_ctx *sctx, int *pending_move)
4142 {
4143         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
4144         int ret = 0;
4145         struct recorded_ref *cur;
4146         struct recorded_ref *cur2;
4147         struct list_head check_dirs;
4148         struct fs_path *valid_path = NULL;
4149         u64 ow_inode = 0;
4150         u64 ow_gen;
4151         u64 ow_mode;
4152         int did_overwrite = 0;
4153         int is_orphan = 0;
4154         u64 last_dir_ino_rm = 0;
4155         bool can_rename = true;
4156         bool orphanized_dir = false;
4157         bool orphanized_ancestor = false;
4158
4159         btrfs_debug(fs_info, "process_recorded_refs %llu", sctx->cur_ino);
4160
4161         /*
4162          * This should never happen as the root dir always has the same ref
4163          * which is always '..'
4164          */
4165         BUG_ON(sctx->cur_ino <= BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID);
4166         INIT_LIST_HEAD(&check_dirs);
4167
4168         valid_path = fs_path_alloc();
4169         if (!valid_path) {
4170                 ret = -ENOMEM;
4171                 goto out;
4172         }
4173
4174         /*
4175          * First, check if the first ref of the current inode was overwritten
4176          * before. If yes, we know that the current inode was already orphanized
4177          * and thus use the orphan name. If not, we can use get_cur_path to
4178          * get the path of the first ref as it would like while receiving at
4179          * this point in time.
4180          * New inodes are always orphan at the beginning, so force to use the
4181          * orphan name in this case.
4182          * The first ref is stored in valid_path and will be updated if it
4183          * gets moved around.
4184          */
4185         if (!sctx->cur_inode_new) {
4186                 ret = did_overwrite_first_ref(sctx, sctx->cur_ino,
4187                                 sctx->cur_inode_gen);
4188                 if (ret < 0)
4189                         goto out;
4190                 if (ret)
4191                         did_overwrite = 1;
4192         }
4193         if (sctx->cur_inode_new || did_overwrite) {
4194                 ret = gen_unique_name(sctx, sctx->cur_ino,
4195                                 sctx->cur_inode_gen, valid_path);
4196                 if (ret < 0)
4197                         goto out;
4198                 is_orphan = 1;
4199         } else {
4200                 ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4201                                 valid_path);
4202                 if (ret < 0)
4203                         goto out;
4204         }
4205
4206         /*
4207          * Before doing any rename and link operations, do a first pass on the
4208          * new references to orphanize any unprocessed inodes that may have a
4209          * reference that conflicts with one of the new references of the current
4210          * inode. This needs to happen first because a new reference may conflict
4211          * with the old reference of a parent directory, so we must make sure
4212          * that the path used for link and rename commands don't use an
4213          * orphanized name when an ancestor was not yet orphanized.
4214          *
4215          * Example:
4216          *
4217          * Parent snapshot:
4218          *
4219          * .                                                      (ino 256)
4220          * |----- testdir/                                        (ino 259)
4221          * |          |----- a                                    (ino 257)
4222          * |
4223          * |----- b                                               (ino 258)
4224          *
4225          * Send snapshot:
4226          *
4227          * .                                                      (ino 256)
4228          * |----- testdir_2/                                      (ino 259)
4229          * |          |----- a                                    (ino 260)
4230          * |
4231          * |----- testdir                                         (ino 257)
4232          * |----- b                                               (ino 257)
4233          * |----- b2                                              (ino 258)
4234          *
4235          * Processing the new reference for inode 257 with name "b" may happen
4236          * before processing the new reference with name "testdir". If so, we
4237          * must make sure that by the time we send a link command to create the
4238          * hard link "b", inode 259 was already orphanized, since the generated
4239          * path in "valid_path" already contains the orphanized name for 259.
4240          * We are processing inode 257, so only later when processing 259 we do
4241          * the rename operation to change its temporary (orphanized) name to
4242          * "testdir_2".
4243          */
4244         list_for_each_entry(cur, &sctx->new_refs, list) {
4245                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
4246                 if (ret < 0)
4247                         goto out;
4248                 if (ret == inode_state_will_create)
4249                         continue;
4250
4251                 /*
4252                  * Check if this new ref would overwrite the first ref of another
4253                  * unprocessed inode. If yes, orphanize the overwritten inode.
4254                  * If we find an overwritten ref that is not the first ref,
4255                  * simply unlink it.
4256                  */
4257                 ret = will_overwrite_ref(sctx, cur->dir, cur->dir_gen,
4258                                 cur->name, cur->name_len,
4259                                 &ow_inode, &ow_gen, &ow_mode);
4260                 if (ret < 0)
4261                         goto out;
4262                 if (ret) {
4263                         ret = is_first_ref(sctx->parent_root,
4264                                            ow_inode, cur->dir, cur->name,
4265                                            cur->name_len);
4266                         if (ret < 0)
4267                                 goto out;
4268                         if (ret) {
4269                                 struct name_cache_entry *nce;
4270                                 struct waiting_dir_move *wdm;
4271
4272                                 if (orphanized_dir) {
4273                                         ret = refresh_ref_path(sctx, cur);
4274                                         if (ret < 0)
4275                                                 goto out;
4276                                 }
4277
4278                                 ret = orphanize_inode(sctx, ow_inode, ow_gen,
4279                                                 cur->full_path);
4280                                 if (ret < 0)
4281                                         goto out;
4282                                 if (S_ISDIR(ow_mode))
4283                                         orphanized_dir = true;
4284
4285                                 /*
4286                                  * If ow_inode has its rename operation delayed
4287                                  * make sure that its orphanized name is used in
4288                                  * the source path when performing its rename
4289                                  * operation.
4290                                  */
4291                                 if (is_waiting_for_move(sctx, ow_inode)) {
4292                                         wdm = get_waiting_dir_move(sctx,
4293                                                                    ow_inode);
4294                                         ASSERT(wdm);
4295                                         wdm->orphanized = true;
4296                                 }
4297
4298                                 /*
4299                                  * Make sure we clear our orphanized inode's
4300                                  * name from the name cache. This is because the
4301                                  * inode ow_inode might be an ancestor of some
4302                                  * other inode that will be orphanized as well
4303                                  * later and has an inode number greater than
4304                                  * sctx->send_progress. We need to prevent
4305                                  * future name lookups from using the old name
4306                                  * and get instead the orphan name.
4307                                  */
4308                                 nce = name_cache_search(sctx, ow_inode, ow_gen);
4309                                 if (nce) {
4310                                         name_cache_delete(sctx, nce);
4311                                         kfree(nce);
4312                                 }
4313
4314                                 /*
4315                                  * ow_inode might currently be an ancestor of
4316                                  * cur_ino, therefore compute valid_path (the
4317                                  * current path of cur_ino) again because it
4318                                  * might contain the pre-orphanization name of
4319                                  * ow_inode, which is no longer valid.
4320                                  */
4321                                 ret = is_ancestor(sctx->parent_root,
4322                                                   ow_inode, ow_gen,
4323                                                   sctx->cur_ino, NULL);
4324                                 if (ret > 0) {
4325                                         orphanized_ancestor = true;
4326                                         fs_path_reset(valid_path);
4327                                         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino,
4328                                                            sctx->cur_inode_gen,
4329                                                            valid_path);
4330                                 }
4331                                 if (ret < 0)
4332                                         goto out;
4333                         } else {
4334                                 /*
4335                                  * If we previously orphanized a directory that
4336                                  * collided with a new reference that we already
4337                                  * processed, recompute the current path because
4338                                  * that directory may be part of the path.
4339                                  */
4340                                 if (orphanized_dir) {
4341                                         ret = refresh_ref_path(sctx, cur);
4342                                         if (ret < 0)
4343                                                 goto out;
4344                                 }
4345                                 ret = send_unlink(sctx, cur->full_path);
4346                                 if (ret < 0)
4347                                         goto out;
4348                         }
4349                 }
4350
4351         }
4352
4353         list_for_each_entry(cur, &sctx->new_refs, list) {
4354                 /*
4355                  * We may have refs where the parent directory does not exist
4356                  * yet. This happens if the parent directories inum is higher
4357                  * than the current inum. To handle this case, we create the
4358                  * parent directory out of order. But we need to check if this
4359                  * did already happen before due to other refs in the same dir.
4360                  */
4361                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
4362                 if (ret < 0)
4363                         goto out;
4364                 if (ret == inode_state_will_create) {
4365                         ret = 0;
4366                         /*
4367                          * First check if any of the current inodes refs did
4368                          * already create the dir.
4369                          */
4370                         list_for_each_entry(cur2, &sctx->new_refs, list) {
4371                                 if (cur == cur2)
4372                                         break;
4373                                 if (cur2->dir == cur->dir) {
4374                                         ret = 1;
4375                                         break;
4376                                 }
4377                         }
4378
4379                         /*
4380                          * If that did not happen, check if a previous inode
4381                          * did already create the dir.
4382                          */
4383                         if (!ret)
4384                                 ret = did_create_dir(sctx, cur->dir);
4385                         if (ret < 0)
4386                                 goto out;
4387                         if (!ret) {
4388                                 ret = send_create_inode(sctx, cur->dir);
4389                                 if (ret < 0)
4390                                         goto out;
4391                         }
4392                 }
4393
4394                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->parent_root) {
4395                         ret = wait_for_dest_dir_move(sctx, cur, is_orphan);
4396                         if (ret < 0)
4397                                 goto out;
4398                         if (ret == 1) {
4399                                 can_rename = false;
4400                                 *pending_move = 1;
4401                         }
4402                 }
4403
4404                 if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->parent_root &&
4405                     can_rename) {
4406                         ret = wait_for_parent_move(sctx, cur, is_orphan);
4407                         if (ret < 0)
4408                                 goto out;
4409                         if (ret == 1) {
4410                                 can_rename = false;
4411                                 *pending_move = 1;
4412                         }
4413                 }
4414
4415                 /*
4416                  * link/move the ref to the new place. If we have an orphan
4417                  * inode, move it and update valid_path. If not, link or move
4418                  * it depending on the inode mode.
4419                  */
4420                 if (is_orphan && can_rename) {
4421                         ret = send_rename(sctx, valid_path, cur->full_path);
4422                         if (ret < 0)
4423                                 goto out;
4424                         is_orphan = 0;
4425                         ret = fs_path_copy(valid_path, cur->full_path);
4426                         if (ret < 0)
4427                                 goto out;
4428                 } else if (can_rename) {
4429                         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
4430                                 /*
4431                                  * Dirs can't be linked, so move it. For moved
4432                                  * dirs, we always have one new and one deleted
4433                                  * ref. The deleted ref is ignored later.
4434                                  */
4435                                 ret = send_rename(sctx, valid_path,
4436                                                   cur->full_path);
4437                                 if (!ret)
4438                                         ret = fs_path_copy(valid_path,
4439                                                            cur->full_path);
4440                                 if (ret < 0)
4441                                         goto out;
4442                         } else {
4443                                 /*
4444                                  * We might have previously orphanized an inode
4445                                  * which is an ancestor of our current inode,
4446                                  * so our reference's full path, which was
4447                                  * computed before any such orphanizations, must
4448                                  * be updated.
4449                                  */
4450                                 if (orphanized_dir) {
4451                                         ret = update_ref_path(sctx, cur);
4452                                         if (ret < 0)
4453                                                 goto out;
4454                                 }
4455                                 ret = send_link(sctx, cur->full_path,
4456                                                 valid_path);
4457                                 if (ret < 0)
4458                                         goto out;
4459                         }
4460                 }
4461                 ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4462                 if (ret < 0)
4463                         goto out;
4464         }
4465
4466         if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) && sctx->cur_inode_deleted) {
4467                 /*
4468                  * Check if we can already rmdir the directory. If not,
4469                  * orphanize it. For every dir item inside that gets deleted
4470                  * later, we do this check again and rmdir it then if possible.
4471                  * See the use of check_dirs for more details.
4472                  */
4473                 ret = can_rmdir(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4474                                 sctx->cur_ino);
4475                 if (ret < 0)
4476                         goto out;
4477                 if (ret) {
4478                         ret = send_rmdir(sctx, valid_path);
4479                         if (ret < 0)
4480                                 goto out;
4481                 } else if (!is_orphan) {
4482                         ret = orphanize_inode(sctx, sctx->cur_ino,
4483                                         sctx->cur_inode_gen, valid_path);
4484                         if (ret < 0)
4485                                 goto out;
4486                         is_orphan = 1;
4487                 }
4488
4489                 list_for_each_entry(cur, &sctx->deleted_refs, list) {
4490                         ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4491                         if (ret < 0)
4492                                 goto out;
4493                 }
4494         } else if (S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode) &&
4495                    !list_empty(&sctx->deleted_refs)) {
4496                 /*
4497                  * We have a moved dir. Add the old parent to check_dirs
4498                  */
4499                 cur = list_entry(sctx->deleted_refs.next, struct recorded_ref,
4500                                 list);
4501                 ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4502                 if (ret < 0)
4503                         goto out;
4504         } else if (!S_ISDIR(sctx->cur_inode_mode)) {
4505                 /*
4506                  * We have a non dir inode. Go through all deleted refs and
4507                  * unlink them if they were not already overwritten by other
4508                  * inodes.
4509                  */
4510                 list_for_each_entry(cur, &sctx->deleted_refs, list) {
4511                         ret = did_overwrite_ref(sctx, cur->dir, cur->dir_gen,
4512                                         sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
4513                                         cur->name, cur->name_len);
4514                         if (ret < 0)
4515                                 goto out;
4516                         if (!ret) {
4517                                 /*
4518                                  * If we orphanized any ancestor before, we need
4519                                  * to recompute the full path for deleted names,
4520                                  * since any such path was computed before we
4521                                  * processed any references and orphanized any
4522                                  * ancestor inode.
4523                                  */
4524                                 if (orphanized_ancestor) {
4525                                         ret = update_ref_path(sctx, cur);
4526                                         if (ret < 0)
4527                                                 goto out;
4528                                 }
4529                                 ret = send_unlink(sctx, cur->full_path);
4530                                 if (ret < 0)
4531                                         goto out;
4532                         }
4533                         ret = dup_ref(cur, &check_dirs);
4534                         if (ret < 0)
4535                                 goto out;
4536                 }
4537                 /*
4538                  * If the inode is still orphan, unlink the orphan. This may
4539                  * happen when a previous inode did overwrite the first ref
4540                  * of this inode and no new refs were added for the current
4541                  * inode. Unlinking does not mean that the inode is deleted in
4542                  * all cases. There may still be links to this inode in other
4543                  * places.
4544                  */
4545                 if (is_orphan) {
4546                         ret = send_unlink(sctx, valid_path);
4547                         if (ret < 0)
4548                                 goto out;
4549                 }
4550         }
4551
4552         /*
4553          * We did collect all parent dirs where cur_inode was once located. We
4554          * now go through all these dirs and check if they are pending for
4555          * deletion and if it's finally possible to perform the rmdir now.
4556          * We also update the inode stats of the parent dirs here.
4557          */
4558         list_for_each_entry(cur, &check_dirs, list) {
4559                 /*
4560                  * In case we had refs into dirs that were not processed yet,
4561                  * we don't need to do the utime and rmdir logic for these dirs.
4562                  * The dir will be processed later.
4563                  */
4564                 if (cur->dir > sctx->cur_ino)
4565                         continue;
4566
4567                 ret = get_cur_inode_state(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
4568                 if (ret < 0)
4569                         goto out;
4570
4571                 if (ret == inode_state_did_create ||
4572                     ret == inode_state_no_change) {
4573                         /* TODO delayed utimes */
4574                         ret = send_utimes(sctx, cur->dir, cur->dir_gen);
4575                         if (ret < 0)
4576                                 goto out;
4577                 } else if (ret == inode_state_did_delete &&
4578                            cur->dir != last_dir_ino_rm) {
4579                         ret = can_rmdir(sctx, cur->dir, cur->dir_gen,
4580                                         sctx->cur_ino);
4581                         if (ret < 0)
4582                                 goto out;
4583                         if (ret) {
4584                                 ret = get_cur_path(sctx, cur->dir,
4585                                                    cur->dir_gen, valid_path);
4586                                 if (ret < 0)
4587                                         goto out;
4588                                 ret = send_rmdir(sctx, valid_path);
4589                                 if (ret < 0)
4590                                         goto out;
4591                                 last_dir_ino_rm = cur->dir;
4592                         }
4593                 }
4594         }
4595
4596         ret = 0;
4597
4598 out:
4599         __free_recorded_refs(&check_dirs);
4600         free_recorded_refs(sctx);
4601         fs_path_free(valid_path);
4602         return ret;
4603 }
4604
4605 static int rbtree_ref_comp(const void *k, const struct rb_node *node)
4606 {
4607         const struct recorded_ref *data = k;
4608         const struct recorded_ref *ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4609         int result;
4610
4611         if (data->dir > ref->dir)
4612                 return 1;
4613         if (data->dir < ref->dir)
4614                 return -1;
4615         if (data->dir_gen > ref->dir_gen)
4616                 return 1;
4617         if (data->dir_gen < ref->dir_gen)
4618                 return -1;
4619         if (data->name_len > ref->name_len)
4620                 return 1;
4621         if (data->name_len < ref->name_len)
4622                 return -1;
4623         result = strcmp(data->name, ref->name);
4624         if (result > 0)
4625                 return 1;
4626         if (result < 0)
4627                 return -1;
4628         return 0;
4629 }
4630
4631 static bool rbtree_ref_less(struct rb_node *node, const struct rb_node *parent)
4632 {
4633         const struct recorded_ref *entry = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4634
4635         return rbtree_ref_comp(entry, parent) < 0;
4636 }
4637
4638 static int record_ref_in_tree(struct rb_root *root, struct list_head *refs,
4639                               struct fs_path *name, u64 dir, u64 dir_gen,
4640                               struct send_ctx *sctx)
4641 {
4642         int ret = 0;
4643         struct fs_path *path = NULL;
4644         struct recorded_ref *ref = NULL;
4645
4646         path = fs_path_alloc();
4647         if (!path) {
4648                 ret = -ENOMEM;
4649                 goto out;
4650         }
4651
4652         ref = recorded_ref_alloc();
4653         if (!ref) {
4654                 ret = -ENOMEM;
4655                 goto out;
4656         }
4657
4658         ret = get_cur_path(sctx, dir, dir_gen, path);
4659         if (ret < 0)
4660                 goto out;
4661         ret = fs_path_add_path(path, name);
4662         if (ret < 0)
4663                 goto out;
4664
4665         ref->dir = dir;
4666         ref->dir_gen = dir_gen;
4667         set_ref_path(ref, path);
4668         list_add_tail(&ref->list, refs);
4669         rb_add(&ref->node, root, rbtree_ref_less);
4670         ref->root = root;
4671 out:
4672         if (ret) {
4673                 if (path && (!ref || !ref->full_path))
4674                         fs_path_free(path);
4675                 recorded_ref_free(ref);
4676         }
4677         return ret;
4678 }
4679
4680 static int record_new_ref_if_needed(int num, u64 dir, int index,
4681                                     struct fs_path *name, void *ctx)
4682 {
4683         int ret = 0;
4684         struct send_ctx *sctx = ctx;
4685         struct rb_node *node = NULL;
4686         struct recorded_ref data;
4687         struct recorded_ref *ref;
4688         u64 dir_gen;
4689
4690         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, dir, &dir_gen);
4691         if (ret < 0)
4692                 goto out;
4693
4694         data.dir = dir;
4695         data.dir_gen = dir_gen;
4696         set_ref_path(&data, name);
4697         node = rb_find(&data, &sctx->rbtree_deleted_refs, rbtree_ref_comp);
4698         if (node) {
4699                 ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4700                 recorded_ref_free(ref);
4701         } else {
4702                 ret = record_ref_in_tree(&sctx->rbtree_new_refs,
4703                                          &sctx->new_refs, name, dir, dir_gen,
4704                                          sctx);
4705         }
4706 out:
4707         return ret;
4708 }
4709
4710 static int record_deleted_ref_if_needed(int num, u64 dir, int index,
4711                                         struct fs_path *name, void *ctx)
4712 {
4713         int ret = 0;
4714         struct send_ctx *sctx = ctx;
4715         struct rb_node *node = NULL;
4716         struct recorded_ref data;
4717         struct recorded_ref *ref;
4718         u64 dir_gen;
4719
4720         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, dir, &dir_gen);
4721         if (ret < 0)
4722                 goto out;
4723
4724         data.dir = dir;
4725         data.dir_gen = dir_gen;
4726         set_ref_path(&data, name);
4727         node = rb_find(&data, &sctx->rbtree_new_refs, rbtree_ref_comp);
4728         if (node) {
4729                 ref = rb_entry(node, struct recorded_ref, node);
4730                 recorded_ref_free(ref);
4731         } else {
4732                 ret = record_ref_in_tree(&sctx->rbtree_deleted_refs,
4733                                          &sctx->deleted_refs, name, dir,
4734                                          dir_gen, sctx);
4735         }
4736 out:
4737         return ret;
4738 }
4739
4740 static int record_new_ref(struct send_ctx *sctx)
4741 {
4742         int ret;
4743
4744         ret = iterate_inode_ref(sctx->send_root, sctx->left_path,
4745                                 sctx->cmp_key, 0, record_new_ref_if_needed, sctx);
4746         if (ret < 0)
4747                 goto out;
4748         ret = 0;
4749
4750 out:
4751         return ret;
4752 }
4753
4754 static int record_deleted_ref(struct send_ctx *sctx)
4755 {
4756         int ret;
4757
4758         ret = iterate_inode_ref(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4759                                 sctx->cmp_key, 0, record_deleted_ref_if_needed,
4760                                 sctx);
4761         if (ret < 0)
4762                 goto out;
4763         ret = 0;
4764
4765 out:
4766         return ret;
4767 }
4768
4769 static int record_changed_ref(struct send_ctx *sctx)
4770 {
4771         int ret = 0;
4772
4773         ret = iterate_inode_ref(sctx->send_root, sctx->left_path,
4774                         sctx->cmp_key, 0, record_new_ref_if_needed, sctx);
4775         if (ret < 0)
4776                 goto out;
4777         ret = iterate_inode_ref(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4778                         sctx->cmp_key, 0, record_deleted_ref_if_needed, sctx);
4779         if (ret < 0)
4780                 goto out;
4781         ret = 0;
4782
4783 out:
4784         return ret;
4785 }
4786
4787 /*
4788  * Record and process all refs at once. Needed when an inode changes the
4789  * generation number, which means that it was deleted and recreated.
4790  */
4791 static int process_all_refs(struct send_ctx *sctx,
4792                             enum btrfs_compare_tree_result cmd)
4793 {
4794         int ret = 0;
4795         int iter_ret = 0;
4796         struct btrfs_root *root;
4797         struct btrfs_path *path;
4798         struct btrfs_key key;
4799         struct btrfs_key found_key;
4800         iterate_inode_ref_t cb;
4801         int pending_move = 0;
4802
4803         path = alloc_path_for_send();
4804         if (!path)
4805                 return -ENOMEM;
4806
4807         if (cmd == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW) {
4808                 root = sctx->send_root;
4809                 cb = record_new_ref_if_needed;
4810         } else if (cmd == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED) {
4811                 root = sctx->parent_root;
4812                 cb = record_deleted_ref_if_needed;
4813         } else {
4814                 btrfs_err(sctx->send_root->fs_info,
4815                                 "Wrong command %d in process_all_refs", cmd);
4816                 ret = -EINVAL;
4817                 goto out;
4818         }
4819
4820         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
4821         key.type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
4822         key.offset = 0;
4823         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
4824                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
4825                     (found_key.type != BTRFS_INODE_REF_KEY &&
4826                      found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY))
4827                         break;
4828
4829                 ret = iterate_inode_ref(root, path, &found_key, 0, cb, sctx);
4830                 if (ret < 0)
4831                         goto out;
4832         }
4833         /* Catch error found during iteration */
4834         if (iter_ret < 0) {
4835                 ret = iter_ret;
4836                 goto out;
4837         }
4838         btrfs_release_path(path);
4839
4840         /*
4841          * We don't actually care about pending_move as we are simply
4842          * re-creating this inode and will be rename'ing it into place once we
4843          * rename the parent directory.
4844          */
4845         ret = process_recorded_refs(sctx, &pending_move);
4846 out:
4847         btrfs_free_path(path);
4848         return ret;
4849 }
4850
4851 static int send_set_xattr(struct send_ctx *sctx,
4852                           struct fs_path *path,
4853                           const char *name, int name_len,
4854                           const char *data, int data_len)
4855 {
4856         int ret = 0;
4857
4858         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_SET_XATTR);
4859         if (ret < 0)
4860                 goto out;
4861
4862         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
4863         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_NAME, name, name_len);
4864         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_DATA, data, data_len);
4865
4866         ret = send_cmd(sctx);
4867
4868 tlv_put_failure:
4869 out:
4870         return ret;
4871 }
4872
4873 static int send_remove_xattr(struct send_ctx *sctx,
4874                           struct fs_path *path,
4875                           const char *name, int name_len)
4876 {
4877         int ret = 0;
4878
4879         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_REMOVE_XATTR);
4880         if (ret < 0)
4881                 goto out;
4882
4883         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
4884         TLV_PUT_STRING(sctx, BTRFS_SEND_A_XATTR_NAME, name, name_len);
4885
4886         ret = send_cmd(sctx);
4887
4888 tlv_put_failure:
4889 out:
4890         return ret;
4891 }
4892
4893 static int __process_new_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
4894                                const char *name, int name_len, const char *data,
4895                                int data_len, void *ctx)
4896 {
4897         int ret;
4898         struct send_ctx *sctx = ctx;
4899         struct fs_path *p;
4900         struct posix_acl_xattr_header dummy_acl;
4901
4902         /* Capabilities are emitted by finish_inode_if_needed */
4903         if (!strncmp(name, XATTR_NAME_CAPS, name_len))
4904                 return 0;
4905
4906         p = fs_path_alloc();
4907         if (!p)
4908                 return -ENOMEM;
4909
4910         /*
4911          * This hack is needed because empty acls are stored as zero byte
4912          * data in xattrs. Problem with that is, that receiving these zero byte
4913          * acls will fail later. To fix this, we send a dummy acl list that
4914          * only contains the version number and no entries.
4915          */
4916         if (!strncmp(name, XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS, name_len) ||
4917             !strncmp(name, XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT, name_len)) {
4918                 if (data_len == 0) {
4919                         dummy_acl.a_version =
4920                                         cpu_to_le32(POSIX_ACL_XATTR_VERSION);
4921                         data = (char *)&dummy_acl;
4922                         data_len = sizeof(dummy_acl);
4923                 }
4924         }
4925
4926         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
4927         if (ret < 0)
4928                 goto out;
4929
4930         ret = send_set_xattr(sctx, p, name, name_len, data, data_len);
4931
4932 out:
4933         fs_path_free(p);
4934         return ret;
4935 }
4936
4937 static int __process_deleted_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
4938                                    const char *name, int name_len,
4939                                    const char *data, int data_len, void *ctx)
4940 {
4941         int ret;
4942         struct send_ctx *sctx = ctx;
4943         struct fs_path *p;
4944
4945         p = fs_path_alloc();
4946         if (!p)
4947                 return -ENOMEM;
4948
4949         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
4950         if (ret < 0)
4951                 goto out;
4952
4953         ret = send_remove_xattr(sctx, p, name, name_len);
4954
4955 out:
4956         fs_path_free(p);
4957         return ret;
4958 }
4959
4960 static int process_new_xattr(struct send_ctx *sctx)
4961 {
4962         int ret = 0;
4963
4964         ret = iterate_dir_item(sctx->send_root, sctx->left_path,
4965                                __process_new_xattr, sctx);
4966
4967         return ret;
4968 }
4969
4970 static int process_deleted_xattr(struct send_ctx *sctx)
4971 {
4972         return iterate_dir_item(sctx->parent_root, sctx->right_path,
4973                                 __process_deleted_xattr, sctx);
4974 }
4975
4976 struct find_xattr_ctx {
4977         const char *name;
4978         int name_len;
4979         int found_idx;
4980         char *found_data;
4981         int found_data_len;
4982 };
4983
4984 static int __find_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key, const char *name,
4985                         int name_len, const char *data, int data_len, void *vctx)
4986 {
4987         struct find_xattr_ctx *ctx = vctx;
4988
4989         if (name_len == ctx->name_len &&
4990             strncmp(name, ctx->name, name_len) == 0) {
4991                 ctx->found_idx = num;
4992                 ctx->found_data_len = data_len;
4993                 ctx->found_data = kmemdup(data, data_len, GFP_KERNEL);
4994                 if (!ctx->found_data)
4995                         return -ENOMEM;
4996                 return 1;
4997         }
4998         return 0;
4999 }
5000
5001 static int find_xattr(struct btrfs_root *root,
5002                       struct btrfs_path *path,
5003                       struct btrfs_key *key,
5004                       const char *name, int name_len,
5005                       char **data, int *data_len)
5006 {
5007         int ret;
5008         struct find_xattr_ctx ctx;
5009
5010         ctx.name = name;
5011         ctx.name_len = name_len;
5012         ctx.found_idx = -1;
5013         ctx.found_data = NULL;
5014         ctx.found_data_len = 0;
5015
5016         ret = iterate_dir_item(root, path, __find_xattr, &ctx);
5017         if (ret < 0)
5018                 return ret;
5019
5020         if (ctx.found_idx == -1)
5021                 return -ENOENT;
5022         if (data) {
5023                 *data = ctx.found_data;
5024                 *data_len = ctx.found_data_len;
5025         } else {
5026                 kfree(ctx.found_data);
5027         }
5028         return ctx.found_idx;
5029 }
5030
5031
5032 static int __process_changed_new_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
5033                                        const char *name, int name_len,
5034                                        const char *data, int data_len,
5035                                        void *ctx)
5036 {
5037         int ret;
5038         struct send_ctx *sctx = ctx;
5039         char *found_data = NULL;
5040         int found_data_len  = 0;
5041
5042         ret = find_xattr(sctx->parent_root, sctx->right_path,
5043                          sctx->cmp_key, name, name_len, &found_data,
5044                          &found_data_len);
5045         if (ret == -ENOENT) {
5046                 ret = __process_new_xattr(num, di_key, name, name_len, data,
5047                                           data_len, ctx);
5048         } else if (ret >= 0) {
5049                 if (data_len != found_data_len ||
5050                     memcmp(data, found_data, data_len)) {
5051                         ret = __process_new_xattr(num, di_key, name, name_len,
5052                                                   data, data_len, ctx);
5053                 } else {
5054                         ret = 0;
5055                 }
5056         }
5057
5058         kfree(found_data);
5059         return ret;
5060 }
5061
5062 static int __process_changed_deleted_xattr(int num, struct btrfs_key *di_key,
5063                                            const char *name, int name_len,
5064                                            const char *data, int data_len,
5065                                            void *ctx)
5066 {
5067         int ret;
5068         struct send_ctx *sctx = ctx;
5069
5070         ret = find_xattr(sctx->send_root, sctx->left_path, sctx->cmp_key,
5071                          name, name_len, NULL, NULL);
5072         if (ret == -ENOENT)
5073                 ret = __process_deleted_xattr(num, di_key, name, name_len, data,
5074                                               data_len, ctx);
5075         else if (ret >= 0)
5076                 ret = 0;
5077
5078         return ret;
5079 }
5080
5081 static int process_changed_xattr(struct send_ctx *sctx)
5082 {
5083         int ret = 0;
5084
5085         ret = iterate_dir_item(sctx->send_root, sctx->left_path,
5086                         __process_changed_new_xattr, sctx);
5087         if (ret < 0)
5088                 goto out;
5089         ret = iterate_dir_item(sctx->parent_root, sctx->right_path,
5090                         __process_changed_deleted_xattr, sctx);
5091
5092 out:
5093         return ret;
5094 }
5095
5096 static int process_all_new_xattrs(struct send_ctx *sctx)
5097 {
5098         int ret = 0;
5099         int iter_ret = 0;
5100         struct btrfs_root *root;
5101         struct btrfs_path *path;
5102         struct btrfs_key key;
5103         struct btrfs_key found_key;
5104
5105         path = alloc_path_for_send();
5106         if (!path)
5107                 return -ENOMEM;
5108
5109         root = sctx->send_root;
5110
5111         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
5112         key.type = BTRFS_XATTR_ITEM_KEY;
5113         key.offset = 0;
5114         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
5115                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
5116                     found_key.type != key.type) {
5117                         ret = 0;
5118                         break;
5119                 }
5120
5121                 ret = iterate_dir_item(root, path, __process_new_xattr, sctx);
5122                 if (ret < 0)
5123                         break;
5124         }
5125         /* Catch error found during iteration */
5126         if (iter_ret < 0)
5127                 ret = iter_ret;
5128
5129         btrfs_free_path(path);
5130         return ret;
5131 }
5132
5133 static int send_verity(struct send_ctx *sctx, struct fs_path *path,
5134                        struct fsverity_descriptor *desc)
5135 {
5136         int ret;
5137
5138         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENABLE_VERITY);
5139         if (ret < 0)
5140                 goto out;
5141
5142         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, path);
5143         TLV_PUT_U8(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_ALGORITHM,
5144                         le8_to_cpu(desc->hash_algorithm));
5145         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_BLOCK_SIZE,
5146                         1U << le8_to_cpu(desc->log_blocksize));
5147         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_SALT_DATA, desc->salt,
5148                         le8_to_cpu(desc->salt_size));
5149         TLV_PUT(sctx, BTRFS_SEND_A_VERITY_SIG_DATA, desc->signature,
5150                         le32_to_cpu(desc->sig_size));
5151
5152         ret = send_cmd(sctx);
5153
5154 tlv_put_failure:
5155 out:
5156         return ret;
5157 }
5158
5159 static int process_verity(struct send_ctx *sctx)
5160 {
5161         int ret = 0;
5162         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
5163         struct inode *inode;
5164         struct fs_path *p;
5165
5166         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, sctx->send_root);
5167         if (IS_ERR(inode))
5168                 return PTR_ERR(inode);
5169
5170         ret = btrfs_get_verity_descriptor(inode, NULL, 0);
5171         if (ret < 0)
5172                 goto iput;
5173
5174         if (ret > FS_VERITY_MAX_DESCRIPTOR_SIZE) {
5175                 ret = -EMSGSIZE;
5176                 goto iput;
5177         }
5178         if (!sctx->verity_descriptor) {
5179                 sctx->verity_descriptor = kvmalloc(FS_VERITY_MAX_DESCRIPTOR_SIZE,
5180                                                    GFP_KERNEL);
5181                 if (!sctx->verity_descriptor) {
5182                         ret = -ENOMEM;
5183                         goto iput;
5184                 }
5185         }
5186
5187         ret = btrfs_get_verity_descriptor(inode, sctx->verity_descriptor, ret);
5188         if (ret < 0)
5189                 goto iput;
5190
5191         p = fs_path_alloc();
5192         if (!p) {
5193                 ret = -ENOMEM;
5194                 goto iput;
5195         }
5196         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5197         if (ret < 0)
5198                 goto free_path;
5199
5200         ret = send_verity(sctx, p, sctx->verity_descriptor);
5201         if (ret < 0)
5202                 goto free_path;
5203
5204 free_path:
5205         fs_path_free(p);
5206 iput:
5207         iput(inode);
5208         return ret;
5209 }
5210
5211 static inline u64 max_send_read_size(const struct send_ctx *sctx)
5212 {
5213         return sctx->send_max_size - SZ_16K;
5214 }
5215
5216 static int put_data_header(struct send_ctx *sctx, u32 len)
5217 {
5218         if (WARN_ON_ONCE(sctx->put_data))
5219                 return -EINVAL;
5220         sctx->put_data = true;
5221         if (sctx->proto >= 2) {
5222                 /*
5223                  * Since v2, the data attribute header doesn't include a length,
5224                  * it is implicitly to the end of the command.
5225                  */
5226                 if (sctx->send_max_size - sctx->send_size < sizeof(__le16) + len)
5227                         return -EOVERFLOW;
5228                 put_unaligned_le16(BTRFS_SEND_A_DATA, sctx->send_buf + sctx->send_size);
5229                 sctx->send_size += sizeof(__le16);
5230         } else {
5231                 struct btrfs_tlv_header *hdr;
5232
5233                 if (sctx->send_max_size - sctx->send_size < sizeof(*hdr) + len)
5234                         return -EOVERFLOW;
5235                 hdr = (struct btrfs_tlv_header *)(sctx->send_buf + sctx->send_size);
5236                 put_unaligned_le16(BTRFS_SEND_A_DATA, &hdr->tlv_type);
5237                 put_unaligned_le16(len, &hdr->tlv_len);
5238                 sctx->send_size += sizeof(*hdr);
5239         }
5240         return 0;
5241 }
5242
5243 static int put_file_data(struct send_ctx *sctx, u64 offset, u32 len)
5244 {
5245         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5246         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5247         struct page *page;
5248         pgoff_t index = offset >> PAGE_SHIFT;
5249         pgoff_t last_index;
5250         unsigned pg_offset = offset_in_page(offset);
5251         int ret;
5252
5253         ret = put_data_header(sctx, len);
5254         if (ret)
5255                 return ret;
5256
5257         last_index = (offset + len - 1) >> PAGE_SHIFT;
5258
5259         while (index <= last_index) {
5260                 unsigned cur_len = min_t(unsigned, len,
5261                                          PAGE_SIZE - pg_offset);
5262
5263                 page = find_lock_page(sctx->cur_inode->i_mapping, index);
5264                 if (!page) {
5265                         page_cache_sync_readahead(sctx->cur_inode->i_mapping,
5266                                                   &sctx->ra, NULL, index,
5267                                                   last_index + 1 - index);
5268
5269                         page = find_or_create_page(sctx->cur_inode->i_mapping,
5270                                                    index, GFP_KERNEL);
5271                         if (!page) {
5272                                 ret = -ENOMEM;
5273                                 break;
5274                         }
5275                 }
5276
5277                 if (PageReadahead(page))
5278                         page_cache_async_readahead(sctx->cur_inode->i_mapping,
5279                                                    &sctx->ra, NULL, page_folio(page),
5280                                                    index, last_index + 1 - index);
5281
5282                 if (!PageUptodate(page)) {
5283                         btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
5284                         lock_page(page);
5285                         if (!PageUptodate(page)) {
5286                                 unlock_page(page);
5287                                 btrfs_err(fs_info,
5288                         "send: IO error at offset %llu for inode %llu root %llu",
5289                                         page_offset(page), sctx->cur_ino,
5290                                         sctx->send_root->root_key.objectid);
5291                                 put_page(page);
5292                                 ret = -EIO;
5293                                 break;
5294                         }
5295                 }
5296
5297                 memcpy_from_page(sctx->send_buf + sctx->send_size, page,
5298                                  pg_offset, cur_len);
5299                 unlock_page(page);
5300                 put_page(page);
5301                 index++;
5302                 pg_offset = 0;
5303                 len -= cur_len;
5304                 sctx->send_size += cur_len;
5305         }
5306
5307         return ret;
5308 }
5309
5310 /*
5311  * Read some bytes from the current inode/file and send a write command to
5312  * user space.
5313  */
5314 static int send_write(struct send_ctx *sctx, u64 offset, u32 len)
5315 {
5316         struct btrfs_fs_info *fs_info = sctx->send_root->fs_info;
5317         int ret = 0;
5318         struct fs_path *p;
5319
5320         p = fs_path_alloc();
5321         if (!p)
5322                 return -ENOMEM;
5323
5324         btrfs_debug(fs_info, "send_write offset=%llu, len=%d", offset, len);
5325
5326         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_WRITE);
5327         if (ret < 0)
5328                 goto out;
5329
5330         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5331         if (ret < 0)
5332                 goto out;
5333
5334         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5335         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5336         ret = put_file_data(sctx, offset, len);
5337         if (ret < 0)
5338                 goto out;
5339
5340         ret = send_cmd(sctx);
5341
5342 tlv_put_failure:
5343 out:
5344         fs_path_free(p);
5345         return ret;
5346 }
5347
5348 /*
5349  * Send a clone command to user space.
5350  */
5351 static int send_clone(struct send_ctx *sctx,
5352                       u64 offset, u32 len,
5353                       struct clone_root *clone_root)
5354 {
5355         int ret = 0;
5356         struct fs_path *p;
5357         u64 gen;
5358
5359         btrfs_debug(sctx->send_root->fs_info,
5360                     "send_clone offset=%llu, len=%d, clone_root=%llu, clone_inode=%llu, clone_offset=%llu",
5361                     offset, len, clone_root->root->root_key.objectid,
5362                     clone_root->ino, clone_root->offset);
5363
5364         p = fs_path_alloc();
5365         if (!p)
5366                 return -ENOMEM;
5367
5368         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_CLONE);
5369         if (ret < 0)
5370                 goto out;
5371
5372         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5373         if (ret < 0)
5374                 goto out;
5375
5376         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5377         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_LEN, len);
5378         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5379
5380         if (clone_root->root == sctx->send_root) {
5381                 ret = get_inode_gen(sctx->send_root, clone_root->ino, &gen);
5382                 if (ret < 0)
5383                         goto out;
5384                 ret = get_cur_path(sctx, clone_root->ino, gen, p);
5385         } else {
5386                 ret = get_inode_path(clone_root->root, clone_root->ino, p);
5387         }
5388         if (ret < 0)
5389                 goto out;
5390
5391         /*
5392          * If the parent we're using has a received_uuid set then use that as
5393          * our clone source as that is what we will look for when doing a
5394          * receive.
5395          *
5396          * This covers the case that we create a snapshot off of a received
5397          * subvolume and then use that as the parent and try to receive on a
5398          * different host.
5399          */
5400         if (!btrfs_is_empty_uuid(clone_root->root->root_item.received_uuid))
5401                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
5402                              clone_root->root->root_item.received_uuid);
5403         else
5404                 TLV_PUT_UUID(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_UUID,
5405                              clone_root->root->root_item.uuid);
5406         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_CTRANSID,
5407                     btrfs_root_ctransid(&clone_root->root->root_item));
5408         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_PATH, p);
5409         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_CLONE_OFFSET,
5410                         clone_root->offset);
5411
5412         ret = send_cmd(sctx);
5413
5414 tlv_put_failure:
5415 out:
5416         fs_path_free(p);
5417         return ret;
5418 }
5419
5420 /*
5421  * Send an update extent command to user space.
5422  */
5423 static int send_update_extent(struct send_ctx *sctx,
5424                               u64 offset, u32 len)
5425 {
5426         int ret = 0;
5427         struct fs_path *p;
5428
5429         p = fs_path_alloc();
5430         if (!p)
5431                 return -ENOMEM;
5432
5433         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_UPDATE_EXTENT);
5434         if (ret < 0)
5435                 goto out;
5436
5437         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5438         if (ret < 0)
5439                 goto out;
5440
5441         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5442         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5443         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_SIZE, len);
5444
5445         ret = send_cmd(sctx);
5446
5447 tlv_put_failure:
5448 out:
5449         fs_path_free(p);
5450         return ret;
5451 }
5452
5453 static int send_hole(struct send_ctx *sctx, u64 end)
5454 {
5455         struct fs_path *p = NULL;
5456         u64 read_size = max_send_read_size(sctx);
5457         u64 offset = sctx->cur_inode_last_extent;
5458         int ret = 0;
5459
5460         /*
5461          * A hole that starts at EOF or beyond it. Since we do not yet support
5462          * fallocate (for extent preallocation and hole punching), sending a
5463          * write of zeroes starting at EOF or beyond would later require issuing
5464          * a truncate operation which would undo the write and achieve nothing.
5465          */
5466         if (offset >= sctx->cur_inode_size)
5467                 return 0;
5468
5469         /*
5470          * Don't go beyond the inode's i_size due to prealloc extents that start
5471          * after the i_size.
5472          */
5473         end = min_t(u64, end, sctx->cur_inode_size);
5474
5475         if (sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_NO_FILE_DATA)
5476                 return send_update_extent(sctx, offset, end - offset);
5477
5478         p = fs_path_alloc();
5479         if (!p)
5480                 return -ENOMEM;
5481         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, p);
5482         if (ret < 0)
5483                 goto tlv_put_failure;
5484         while (offset < end) {
5485                 u64 len = min(end - offset, read_size);
5486
5487                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_WRITE);
5488                 if (ret < 0)
5489                         break;
5490                 TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, p);
5491                 TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5492                 ret = put_data_header(sctx, len);
5493                 if (ret < 0)
5494                         break;
5495                 memset(sctx->send_buf + sctx->send_size, 0, len);
5496                 sctx->send_size += len;
5497                 ret = send_cmd(sctx);
5498                 if (ret < 0)
5499                         break;
5500                 offset += len;
5501         }
5502         sctx->cur_inode_next_write_offset = offset;
5503 tlv_put_failure:
5504         fs_path_free(p);
5505         return ret;
5506 }
5507
5508 static int send_encoded_inline_extent(struct send_ctx *sctx,
5509                                       struct btrfs_path *path, u64 offset,
5510                                       u64 len)
5511 {
5512         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5513         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5514         struct inode *inode;
5515         struct fs_path *fspath;
5516         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5517         struct btrfs_key key;
5518         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5519         u64 ram_bytes;
5520         size_t inline_size;
5521         int ret;
5522
5523         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5524         if (IS_ERR(inode))
5525                 return PTR_ERR(inode);
5526
5527         fspath = fs_path_alloc();
5528         if (!fspath) {
5529                 ret = -ENOMEM;
5530                 goto out;
5531         }
5532
5533         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENCODED_WRITE);
5534         if (ret < 0)
5535                 goto out;
5536
5537         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5538         if (ret < 0)
5539                 goto out;
5540
5541         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
5542         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
5543         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei);
5544         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
5545
5546         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, fspath);
5547         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5548         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_FILE_LEN,
5549                     min(key.offset + ram_bytes - offset, len));
5550         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_LEN, ram_bytes);
5551         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_OFFSET, offset - key.offset);
5552         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
5553                                 btrfs_file_extent_compression(leaf, ei));
5554         if (ret < 0)
5555                 goto out;
5556         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_COMPRESSION, ret);
5557
5558         ret = put_data_header(sctx, inline_size);
5559         if (ret < 0)
5560                 goto out;
5561         read_extent_buffer(leaf, sctx->send_buf + sctx->send_size,
5562                            btrfs_file_extent_inline_start(ei), inline_size);
5563         sctx->send_size += inline_size;
5564
5565         ret = send_cmd(sctx);
5566
5567 tlv_put_failure:
5568 out:
5569         fs_path_free(fspath);
5570         iput(inode);
5571         return ret;
5572 }
5573
5574 static int send_encoded_extent(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
5575                                u64 offset, u64 len)
5576 {
5577         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5578         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5579         struct inode *inode;
5580         struct fs_path *fspath;
5581         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5582         struct btrfs_key key;
5583         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5584         u64 disk_bytenr, disk_num_bytes;
5585         u32 data_offset;
5586         struct btrfs_cmd_header *hdr;
5587         u32 crc;
5588         int ret;
5589
5590         inode = btrfs_iget(fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5591         if (IS_ERR(inode))
5592                 return PTR_ERR(inode);
5593
5594         fspath = fs_path_alloc();
5595         if (!fspath) {
5596                 ret = -ENOMEM;
5597                 goto out;
5598         }
5599
5600         ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_ENCODED_WRITE);
5601         if (ret < 0)
5602                 goto out;
5603
5604         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5605         if (ret < 0)
5606                 goto out;
5607
5608         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
5609         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
5610         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
5611         disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, ei);
5612
5613         TLV_PUT_PATH(sctx, BTRFS_SEND_A_PATH, fspath);
5614         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_FILE_OFFSET, offset);
5615         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_FILE_LEN,
5616                     min(key.offset + btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, ei) - offset,
5617                         len));
5618         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_LEN,
5619                     btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei));
5620         TLV_PUT_U64(sctx, BTRFS_SEND_A_UNENCODED_OFFSET,
5621                     offset - key.offset + btrfs_file_extent_offset(leaf, ei));
5622         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
5623                                 btrfs_file_extent_compression(leaf, ei));
5624         if (ret < 0)
5625                 goto out;
5626         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_COMPRESSION, ret);
5627         TLV_PUT_U32(sctx, BTRFS_SEND_A_ENCRYPTION, 0);
5628
5629         ret = put_data_header(sctx, disk_num_bytes);
5630         if (ret < 0)
5631                 goto out;
5632
5633         /*
5634          * We want to do I/O directly into the send buffer, so get the next page
5635          * boundary in the send buffer. This means that there may be a gap
5636          * between the beginning of the command and the file data.
5637          */
5638         data_offset = ALIGN(sctx->send_size, PAGE_SIZE);
5639         if (data_offset > sctx->send_max_size ||
5640             sctx->send_max_size - data_offset < disk_num_bytes) {
5641                 ret = -EOVERFLOW;
5642                 goto out;
5643         }
5644
5645         /*
5646          * Note that send_buf is a mapping of send_buf_pages, so this is really
5647          * reading into send_buf.
5648          */
5649         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(BTRFS_I(inode), offset,
5650                                                     disk_bytenr, disk_num_bytes,
5651                                                     sctx->send_buf_pages +
5652                                                     (data_offset >> PAGE_SHIFT));
5653         if (ret)
5654                 goto out;
5655
5656         hdr = (struct btrfs_cmd_header *)sctx->send_buf;
5657         hdr->len = cpu_to_le32(sctx->send_size + disk_num_bytes - sizeof(*hdr));
5658         hdr->crc = 0;
5659         crc = btrfs_crc32c(0, sctx->send_buf, sctx->send_size);
5660         crc = btrfs_crc32c(crc, sctx->send_buf + data_offset, disk_num_bytes);
5661         hdr->crc = cpu_to_le32(crc);
5662
5663         ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf, sctx->send_size,
5664                         &sctx->send_off);
5665         if (!ret) {
5666                 ret = write_buf(sctx->send_filp, sctx->send_buf + data_offset,
5667                                 disk_num_bytes, &sctx->send_off);
5668         }
5669         sctx->send_size = 0;
5670         sctx->put_data = false;
5671
5672 tlv_put_failure:
5673 out:
5674         fs_path_free(fspath);
5675         iput(inode);
5676         return ret;
5677 }
5678
5679 static int send_extent_data(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
5680                             const u64 offset, const u64 len)
5681 {
5682         const u64 end = offset + len;
5683         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5684         struct btrfs_file_extent_item *ei;
5685         u64 read_size = max_send_read_size(sctx);
5686         u64 sent = 0;
5687
5688         if (sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_NO_FILE_DATA)
5689                 return send_update_extent(sctx, offset, len);
5690
5691         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
5692                             struct btrfs_file_extent_item);
5693         if ((sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED) &&
5694             btrfs_file_extent_compression(leaf, ei) != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
5695                 bool is_inline = (btrfs_file_extent_type(leaf, ei) ==
5696                                   BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
5697
5698                 /*
5699                  * Send the compressed extent unless the compressed data is
5700                  * larger than the decompressed data. This can happen if we're
5701                  * not sending the entire extent, either because it has been
5702                  * partially overwritten/truncated or because this is a part of
5703                  * the extent that we couldn't clone in clone_range().
5704                  */
5705                 if (is_inline &&
5706                     btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
5707                                                       path->slots[0]) <= len) {
5708                         return send_encoded_inline_extent(sctx, path, offset,
5709                                                           len);
5710                 } else if (!is_inline &&
5711                            btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, ei) <= len) {
5712                         return send_encoded_extent(sctx, path, offset, len);
5713                 }
5714         }
5715
5716         if (sctx->cur_inode == NULL) {
5717                 struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
5718
5719                 sctx->cur_inode = btrfs_iget(root->fs_info->sb, sctx->cur_ino, root);
5720                 if (IS_ERR(sctx->cur_inode)) {
5721                         int err = PTR_ERR(sctx->cur_inode);
5722
5723                         sctx->cur_inode = NULL;
5724                         return err;
5725                 }
5726                 memset(&sctx->ra, 0, sizeof(struct file_ra_state));
5727                 file_ra_state_init(&sctx->ra, sctx->cur_inode->i_mapping);
5728
5729                 /*
5730                  * It's very likely there are no pages from this inode in the page
5731                  * cache, so after reading extents and sending their data, we clean
5732                  * the page cache to avoid trashing the page cache (adding pressure
5733                  * to the page cache and forcing eviction of other data more useful
5734                  * for applications).
5735                  *
5736                  * We decide if we should clean the page cache simply by checking
5737                  * if the inode's mapping nrpages is 0 when we first open it, and
5738                  * not by using something like filemap_range_has_page() before
5739                  * reading an extent because when we ask the readahead code to
5740                  * read a given file range, it may (and almost always does) read
5741                  * pages from beyond that range (see the documentation for
5742                  * page_cache_sync_readahead()), so it would not be reliable,
5743                  * because after reading the first extent future calls to
5744                  * filemap_range_has_page() would return true because the readahead
5745                  * on the previous extent resulted in reading pages of the current
5746                  * extent as well.
5747                  */
5748                 sctx->clean_page_cache = (sctx->cur_inode->i_mapping->nrpages == 0);
5749                 sctx->page_cache_clear_start = round_down(offset, PAGE_SIZE);
5750         }
5751
5752         while (sent < len) {
5753                 u64 size = min(len - sent, read_size);
5754                 int ret;
5755
5756                 ret = send_write(sctx, offset + sent, size);
5757                 if (ret < 0)
5758                         return ret;
5759                 sent += size;
5760         }
5761
5762         if (sctx->clean_page_cache && IS_ALIGNED(end, PAGE_SIZE)) {
5763                 /*
5764                  * Always operate only on ranges that are a multiple of the page
5765                  * size. This is not only to prevent zeroing parts of a page in
5766                  * the case of subpage sector size, but also to guarantee we evict
5767                  * pages, as passing a range that is smaller than page size does
5768                  * not evict the respective page (only zeroes part of its content).
5769                  *
5770                  * Always start from the end offset of the last range cleared.
5771                  * This is because the readahead code may (and very often does)
5772                  * reads pages beyond the range we request for readahead. So if
5773                  * we have an extent layout like this:
5774                  *
5775                  *            [ extent A ] [ extent B ] [ extent C ]
5776                  *
5777                  * When we ask page_cache_sync_readahead() to read extent A, it
5778                  * may also trigger reads for pages of extent B. If we are doing
5779                  * an incremental send and extent B has not changed between the
5780                  * parent and send snapshots, some or all of its pages may end
5781                  * up being read and placed in the page cache. So when truncating
5782                  * the page cache we always start from the end offset of the
5783                  * previously processed extent up to the end of the current
5784                  * extent.
5785                  */
5786                 truncate_inode_pages_range(&sctx->cur_inode->i_data,
5787                                            sctx->page_cache_clear_start,
5788                                            end - 1);
5789                 sctx->page_cache_clear_start = end;
5790         }
5791
5792         return 0;
5793 }
5794
5795 /*
5796  * Search for a capability xattr related to sctx->cur_ino. If the capability is
5797  * found, call send_set_xattr function to emit it.
5798  *
5799  * Return 0 if there isn't a capability, or when the capability was emitted
5800  * successfully, or < 0 if an error occurred.
5801  */
5802 static int send_capabilities(struct send_ctx *sctx)
5803 {
5804         struct fs_path *fspath = NULL;
5805         struct btrfs_path *path;
5806         struct btrfs_dir_item *di;
5807         struct extent_buffer *leaf;
5808         unsigned long data_ptr;
5809         char *buf = NULL;
5810         int buf_len;
5811         int ret = 0;
5812
5813         path = alloc_path_for_send();
5814         if (!path)
5815                 return -ENOMEM;
5816
5817         di = btrfs_lookup_xattr(NULL, sctx->send_root, path, sctx->cur_ino,
5818                                 XATTR_NAME_CAPS, strlen(XATTR_NAME_CAPS), 0);
5819         if (!di) {
5820                 /* There is no xattr for this inode */
5821                 goto out;
5822         } else if (IS_ERR(di)) {
5823                 ret = PTR_ERR(di);
5824                 goto out;
5825         }
5826
5827         leaf = path->nodes[0];
5828         buf_len = btrfs_dir_data_len(leaf, di);
5829
5830         fspath = fs_path_alloc();
5831         buf = kmalloc(buf_len, GFP_KERNEL);
5832         if (!fspath || !buf) {
5833                 ret = -ENOMEM;
5834                 goto out;
5835         }
5836
5837         ret = get_cur_path(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen, fspath);
5838         if (ret < 0)
5839                 goto out;
5840
5841         data_ptr = (unsigned long)(di + 1) + btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5842         read_extent_buffer(leaf, buf, data_ptr, buf_len);
5843
5844         ret = send_set_xattr(sctx, fspath, XATTR_NAME_CAPS,
5845                         strlen(XATTR_NAME_CAPS), buf, buf_len);
5846 out:
5847         kfree(buf);
5848         fs_path_free(fspath);
5849         btrfs_free_path(path);
5850         return ret;
5851 }
5852
5853 static int clone_range(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *dst_path,
5854                        struct clone_root *clone_root, const u64 disk_byte,
5855                        u64 data_offset, u64 offset, u64 len)
5856 {
5857         struct btrfs_path *path;
5858         struct btrfs_key key;
5859         int ret;
5860         struct btrfs_inode_info info;
5861         u64 clone_src_i_size = 0;
5862
5863         /*
5864          * Prevent cloning from a zero offset with a length matching the sector
5865          * size because in some scenarios this will make the receiver fail.
5866          *
5867          * For example, if in the source filesystem the extent at offset 0
5868          * has a length of sectorsize and it was written using direct IO, then
5869          * it can never be an inline extent (even if compression is enabled).
5870          * Then this extent can be cloned in the original filesystem to a non
5871          * zero file offset, but it may not be possible to clone in the
5872          * destination filesystem because it can be inlined due to compression
5873          * on the destination filesystem (as the receiver's write operations are
5874          * always done using buffered IO). The same happens when the original
5875          * filesystem does not have compression enabled but the destination
5876          * filesystem has.
5877          */
5878         if (clone_root->offset == 0 &&
5879             len == sctx->send_root->fs_info->sectorsize)
5880                 return send_extent_data(sctx, dst_path, offset, len);
5881
5882         path = alloc_path_for_send();
5883         if (!path)
5884                 return -ENOMEM;
5885
5886         /*
5887          * There are inodes that have extents that lie behind its i_size. Don't
5888          * accept clones from these extents.
5889          */
5890         ret = get_inode_info(clone_root->root, clone_root->ino, &info);
5891         btrfs_release_path(path);
5892         if (ret < 0)
5893                 goto out;
5894         clone_src_i_size = info.size;
5895
5896         /*
5897          * We can't send a clone operation for the entire range if we find
5898          * extent items in the respective range in the source file that
5899          * refer to different extents or if we find holes.
5900          * So check for that and do a mix of clone and regular write/copy
5901          * operations if needed.
5902          *
5903          * Example:
5904          *
5905          * mkfs.btrfs -f /dev/sda
5906          * mount /dev/sda /mnt
5907          * xfs_io -f -c "pwrite -S 0xaa 0K 100K" /mnt/foo
5908          * cp --reflink=always /mnt/foo /mnt/bar
5909          * xfs_io -c "pwrite -S 0xbb 50K 50K" /mnt/foo
5910          * btrfs subvolume snapshot -r /mnt /mnt/snap
5911          *
5912          * If when we send the snapshot and we are processing file bar (which
5913          * has a higher inode number than foo) we blindly send a clone operation
5914          * for the [0, 100K[ range from foo to bar, the receiver ends up getting
5915          * a file bar that matches the content of file foo - iow, doesn't match
5916          * the content from bar in the original filesystem.
5917          */
5918         key.objectid = clone_root->ino;
5919         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
5920         key.offset = clone_root->offset;
5921         ret = btrfs_search_slot(NULL, clone_root->root, &key, path, 0, 0);
5922         if (ret < 0)
5923                 goto out;
5924         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
5925                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0] - 1);
5926                 if (key.objectid == clone_root->ino &&
5927                     key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
5928                         path->slots[0]--;
5929         }
5930
5931         while (true) {
5932                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5933                 int slot = path->slots[0];
5934                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
5935                 u8 type;
5936                 u64 ext_len;
5937                 u64 clone_len;
5938                 u64 clone_data_offset;
5939                 bool crossed_src_i_size = false;
5940
5941                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
5942                         ret = btrfs_next_leaf(clone_root->root, path);
5943                         if (ret < 0)
5944                                 goto out;
5945                         else if (ret > 0)
5946                                 break;
5947                         continue;
5948                 }
5949
5950                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
5951
5952                 /*
5953                  * We might have an implicit trailing hole (NO_HOLES feature
5954                  * enabled). We deal with it after leaving this loop.
5955                  */
5956                 if (key.objectid != clone_root->ino ||
5957                     key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
5958                         break;
5959
5960                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
5961                 type = btrfs_file_extent_type(leaf, ei);
5962                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
5963                         ext_len = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, ei);
5964                         ext_len = PAGE_ALIGN(ext_len);
5965                 } else {
5966                         ext_len = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, ei);
5967                 }
5968
5969                 if (key.offset + ext_len <= clone_root->offset)
5970                         goto next;
5971
5972                 if (key.offset > clone_root->offset) {
5973                         /* Implicit hole, NO_HOLES feature enabled. */
5974                         u64 hole_len = key.offset - clone_root->offset;
5975
5976                         if (hole_len > len)
5977                                 hole_len = len;
5978                         ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset,
5979                                                hole_len);
5980                         if (ret < 0)
5981                                 goto out;
5982
5983                         len -= hole_len;
5984                         if (len == 0)
5985                                 break;
5986                         offset += hole_len;
5987                         clone_root->offset += hole_len;
5988                         data_offset += hole_len;
5989                 }
5990
5991                 if (key.offset >= clone_root->offset + len)
5992                         break;
5993
5994                 if (key.offset >= clone_src_i_size)
5995                         break;
5996
5997                 if (key.offset + ext_len > clone_src_i_size) {
5998                         ext_len = clone_src_i_size - key.offset;
5999                         crossed_src_i_size = true;
6000                 }
6001
6002                 clone_data_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, ei);
6003                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei) == disk_byte) {
6004                         clone_root->offset = key.offset;
6005                         if (clone_data_offset < data_offset &&
6006                                 clone_data_offset + ext_len > data_offset) {
6007                                 u64 extent_offset;
6008
6009                                 extent_offset = data_offset - clone_data_offset;
6010                                 ext_len -= extent_offset;
6011                                 clone_data_offset += extent_offset;
6012                                 clone_root->offset += extent_offset;
6013                         }
6014                 }
6015
6016                 clone_len = min_t(u64, ext_len, len);
6017
6018                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei) == disk_byte &&
6019                     clone_data_offset == data_offset) {
6020                         const u64 src_end = clone_root->offset + clone_len;
6021                         const u64 sectorsize = SZ_64K;
6022
6023                         /*
6024                          * We can't clone the last block, when its size is not
6025                          * sector size aligned, into the middle of a file. If we
6026                          * do so, the receiver will get a failure (-EINVAL) when
6027                          * trying to clone or will silently corrupt the data in
6028                          * the destination file if it's on a kernel without the
6029                          * fix introduced by commit ac765f83f1397646
6030                          * ("Btrfs: fix data corruption due to cloning of eof
6031                          * block).
6032                          *
6033                          * So issue a clone of the aligned down range plus a
6034                          * regular write for the eof block, if we hit that case.
6035                          *
6036                          * Also, we use the maximum possible sector size, 64K,
6037                          * because we don't know what's the sector size of the
6038                          * filesystem that receives the stream, so we have to
6039                          * assume the largest possible sector size.
6040                          */
6041                         if (src_end == clone_src_i_size &&
6042                             !IS_ALIGNED(src_end, sectorsize) &&
6043                             offset + clone_len < sctx->cur_inode_size) {
6044                                 u64 slen;
6045
6046                                 slen = ALIGN_DOWN(src_end - clone_root->offset,
6047                                                   sectorsize);
6048                                 if (slen > 0) {
6049                                         ret = send_clone(sctx, offset, slen,
6050                                                          clone_root);
6051                                         if (ret < 0)
6052                                                 goto out;
6053                                 }
6054                                 ret = send_extent_data(sctx, dst_path,
6055                                                        offset + slen,
6056                                                        clone_len - slen);
6057                         } else {
6058                                 ret = send_clone(sctx, offset, clone_len,
6059                                                  clone_root);
6060                         }
6061                 } else if (crossed_src_i_size && clone_len < len) {
6062                         /*
6063                          * If we are at i_size of the clone source inode and we
6064                          * can not clone from it, terminate the loop. This is
6065                          * to avoid sending two write operations, one with a
6066                          * length matching clone_len and the final one after
6067                          * this loop with a length of len - clone_len.
6068                          *
6069                          * When using encoded writes (BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED
6070                          * was passed to the send ioctl), this helps avoid
6071                          * sending an encoded write for an offset that is not
6072                          * sector size aligned, in case the i_size of the source
6073                          * inode is not sector size aligned. That will make the
6074                          * receiver fallback to decompression of the data and
6075                          * writing it using regular buffered IO, therefore while
6076                          * not incorrect, it's not optimal due decompression and
6077                          * possible re-compression at the receiver.
6078                          */
6079                         break;
6080                 } else {
6081                         ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset,
6082                                                clone_len);
6083                 }
6084
6085                 if (ret < 0)
6086                         goto out;
6087
6088                 len -= clone_len;
6089                 if (len == 0)
6090                         break;
6091                 offset += clone_len;
6092                 clone_root->offset += clone_len;
6093
6094                 /*
6095                  * If we are cloning from the file we are currently processing,
6096                  * and using the send root as the clone root, we must stop once
6097                  * the current clone offset reaches the current eof of the file
6098                  * at the receiver, otherwise we would issue an invalid clone
6099                  * operation (source range going beyond eof) and cause the
6100                  * receiver to fail. So if we reach the current eof, bail out
6101                  * and fallback to a regular write.
6102                  */
6103                 if (clone_root->root == sctx->send_root &&
6104                     clone_root->ino == sctx->cur_ino &&
6105                     clone_root->offset >= sctx->cur_inode_next_write_offset)
6106                         break;
6107
6108                 data_offset += clone_len;
6109 next:
6110                 path->slots[0]++;
6111         }
6112
6113         if (len > 0)
6114                 ret = send_extent_data(sctx, dst_path, offset, len);
6115         else
6116                 ret = 0;
6117 out:
6118         btrfs_free_path(path);
6119         return ret;
6120 }
6121
6122 static int send_write_or_clone(struct send_ctx *sctx,
6123                                struct btrfs_path *path,
6124                                struct btrfs_key *key,
6125                                struct clone_root *clone_root)
6126 {
6127         int ret = 0;
6128         u64 offset = key->offset;
6129         u64 end;
6130         u64 bs = sctx->send_root->fs_info->sb->s_blocksize;
6131
6132         end = min_t(u64, btrfs_file_extent_end(path), sctx->cur_inode_size);
6133         if (offset >= end)
6134                 return 0;
6135
6136         if (clone_root && IS_ALIGNED(end, bs)) {
6137                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
6138                 u64 disk_byte;
6139                 u64 data_offset;
6140
6141                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6142                                     struct btrfs_file_extent_item);
6143                 disk_byte = btrfs_file_extent_disk_bytenr(path->nodes[0], ei);
6144                 data_offset = btrfs_file_extent_offset(path->nodes[0], ei);
6145                 ret = clone_range(sctx, path, clone_root, disk_byte,
6146                                   data_offset, offset, end - offset);
6147         } else {
6148                 ret = send_extent_data(sctx, path, offset, end - offset);
6149         }
6150         sctx->cur_inode_next_write_offset = end;
6151         return ret;
6152 }
6153
6154 static int is_extent_unchanged(struct send_ctx *sctx,
6155                                struct btrfs_path *left_path,
6156                                struct btrfs_key *ekey)
6157 {
6158         int ret = 0;
6159         struct btrfs_key key;
6160         struct btrfs_path *path = NULL;
6161         struct extent_buffer *eb;
6162         int slot;
6163         struct btrfs_key found_key;
6164         struct btrfs_file_extent_item *ei;
6165         u64 left_disknr;
6166         u64 right_disknr;
6167         u64 left_offset;
6168         u64 right_offset;
6169         u64 left_offset_fixed;
6170         u64 left_len;
6171         u64 right_len;
6172         u64 left_gen;
6173         u64 right_gen;
6174         u8 left_type;
6175         u8 right_type;
6176
6177         path = alloc_path_for_send();
6178         if (!path)
6179                 return -ENOMEM;
6180
6181         eb = left_path->nodes[0];
6182         slot = left_path->slots[0];
6183         ei = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6184         left_type = btrfs_file_extent_type(eb, ei);
6185
6186         if (left_type != BTRFS_FILE_EXTENT_REG) {
6187                 ret = 0;
6188                 goto out;
6189         }
6190         left_disknr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, ei);
6191         left_len = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, ei);
6192         left_offset = btrfs_file_extent_offset(eb, ei);
6193         left_gen = btrfs_file_extent_generation(eb, ei);
6194
6195         /*
6196          * Following comments will refer to these graphics. L is the left
6197          * extents which we are checking at the moment. 1-8 are the right
6198          * extents that we iterate.
6199          *
6200          *       |-----L-----|
6201          * |-1-|-2a-|-3-|-4-|-5-|-6-|
6202          *
6203          *       |-----L-----|
6204          * |--1--|-2b-|...(same as above)
6205          *
6206          * Alternative situation. Happens on files where extents got split.
6207          *       |-----L-----|
6208          * |-----------7-----------|-6-|
6209          *
6210          * Alternative situation. Happens on files which got larger.
6211          *       |-----L-----|
6212          * |-8-|
6213          * Nothing follows after 8.
6214          */
6215
6216         key.objectid = ekey->objectid;
6217         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6218         key.offset = ekey->offset;
6219         ret = btrfs_search_slot_for_read(sctx->parent_root, &key, path, 0, 0);
6220         if (ret < 0)
6221                 goto out;
6222         if (ret) {
6223                 ret = 0;
6224                 goto out;
6225         }
6226
6227         /*
6228          * Handle special case where the right side has no extents at all.
6229          */
6230         eb = path->nodes[0];
6231         slot = path->slots[0];
6232         btrfs_item_key_to_cpu(eb, &found_key, slot);
6233         if (found_key.objectid != key.objectid ||
6234             found_key.type != key.type) {
6235                 /* If we're a hole then just pretend nothing changed */
6236                 ret = (left_disknr) ? 0 : 1;
6237                 goto out;
6238         }
6239
6240         /*
6241          * We're now on 2a, 2b or 7.
6242          */
6243         key = found_key;
6244         while (key.offset < ekey->offset + left_len) {
6245                 ei = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6246                 right_type = btrfs_file_extent_type(eb, ei);
6247                 if (right_type != BTRFS_FILE_EXTENT_REG &&
6248                     right_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6249                         ret = 0;
6250                         goto out;
6251                 }
6252
6253                 if (right_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6254                         right_len = btrfs_file_extent_ram_bytes(eb, ei);
6255                         right_len = PAGE_ALIGN(right_len);
6256                 } else {
6257                         right_len = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, ei);
6258                 }
6259
6260                 /*
6261                  * Are we at extent 8? If yes, we know the extent is changed.
6262                  * This may only happen on the first iteration.
6263                  */
6264                 if (found_key.offset + right_len <= ekey->offset) {
6265                         /* If we're a hole just pretend nothing changed */
6266                         ret = (left_disknr) ? 0 : 1;
6267                         goto out;
6268                 }
6269
6270                 /*
6271                  * We just wanted to see if when we have an inline extent, what
6272                  * follows it is a regular extent (wanted to check the above
6273                  * condition for inline extents too). This should normally not
6274                  * happen but it's possible for example when we have an inline
6275                  * compressed extent representing data with a size matching
6276                  * the page size (currently the same as sector size).
6277                  */
6278                 if (right_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6279                         ret = 0;
6280                         goto out;
6281                 }
6282
6283                 right_disknr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, ei);
6284                 right_offset = btrfs_file_extent_offset(eb, ei);
6285                 right_gen = btrfs_file_extent_generation(eb, ei);
6286
6287                 left_offset_fixed = left_offset;
6288                 if (key.offset < ekey->offset) {
6289                         /* Fix the right offset for 2a and 7. */
6290                         right_offset += ekey->offset - key.offset;
6291                 } else {
6292                         /* Fix the left offset for all behind 2a and 2b */
6293                         left_offset_fixed += key.offset - ekey->offset;
6294                 }
6295
6296                 /*
6297                  * Check if we have the same extent.
6298                  */
6299                 if (left_disknr != right_disknr ||
6300                     left_offset_fixed != right_offset ||
6301                     left_gen != right_gen) {
6302                         ret = 0;
6303                         goto out;
6304                 }
6305
6306                 /*
6307                  * Go to the next extent.
6308                  */
6309                 ret = btrfs_next_item(sctx->parent_root, path);
6310                 if (ret < 0)
6311                         goto out;
6312                 if (!ret) {
6313                         eb = path->nodes[0];
6314                         slot = path->slots[0];
6315                         btrfs_item_key_to_cpu(eb, &found_key, slot);
6316                 }
6317                 if (ret || found_key.objectid != key.objectid ||
6318                     found_key.type != key.type) {
6319                         key.offset += right_len;
6320                         break;
6321                 }
6322                 if (found_key.offset != key.offset + right_len) {
6323                         ret = 0;
6324                         goto out;
6325                 }
6326                 key = found_key;
6327         }
6328
6329         /*
6330          * We're now behind the left extent (treat as unchanged) or at the end
6331          * of the right side (treat as changed).
6332          */
6333         if (key.offset >= ekey->offset + left_len)
6334                 ret = 1;
6335         else
6336                 ret = 0;
6337
6338
6339 out:
6340         btrfs_free_path(path);
6341         return ret;
6342 }
6343
6344 static int get_last_extent(struct send_ctx *sctx, u64 offset)
6345 {
6346         struct btrfs_path *path;
6347         struct btrfs_root *root = sctx->send_root;
6348         struct btrfs_key key;
6349         int ret;
6350
6351         path = alloc_path_for_send();
6352         if (!path)
6353                 return -ENOMEM;
6354
6355         sctx->cur_inode_last_extent = 0;
6356
6357         key.objectid = sctx->cur_ino;
6358         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6359         key.offset = offset;
6360         ret = btrfs_search_slot_for_read(root, &key, path, 0, 1);
6361         if (ret < 0)
6362                 goto out;
6363         ret = 0;
6364         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
6365         if (key.objectid != sctx->cur_ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6366                 goto out;
6367
6368         sctx->cur_inode_last_extent = btrfs_file_extent_end(path);
6369 out:
6370         btrfs_free_path(path);
6371         return ret;
6372 }
6373
6374 static int range_is_hole_in_parent(struct send_ctx *sctx,
6375                                    const u64 start,
6376                                    const u64 end)
6377 {
6378         struct btrfs_path *path;
6379         struct btrfs_key key;
6380         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
6381         u64 search_start = start;
6382         int ret;
6383
6384         path = alloc_path_for_send();
6385         if (!path)
6386                 return -ENOMEM;
6387
6388         key.objectid = sctx->cur_ino;
6389         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6390         key.offset = search_start;
6391         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6392         if (ret < 0)
6393                 goto out;
6394         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0)
6395                 path->slots[0]--;
6396
6397         while (search_start < end) {
6398                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6399                 int slot = path->slots[0];
6400                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
6401                 u64 extent_end;
6402
6403                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6404                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6405                         if (ret < 0)
6406                                 goto out;
6407                         else if (ret > 0)
6408                                 break;
6409                         continue;
6410                 }
6411
6412                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
6413                 if (key.objectid < sctx->cur_ino ||
6414                     key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6415                         goto next;
6416                 if (key.objectid > sctx->cur_ino ||
6417                     key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
6418                     key.offset >= end)
6419                         break;
6420
6421                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
6422                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6423                 if (extent_end <= start)
6424                         goto next;
6425                 if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi) == 0) {
6426                         search_start = extent_end;
6427                         goto next;
6428                 }
6429                 ret = 0;
6430                 goto out;
6431 next:
6432                 path->slots[0]++;
6433         }
6434         ret = 1;
6435 out:
6436         btrfs_free_path(path);
6437         return ret;
6438 }
6439
6440 static int maybe_send_hole(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
6441                            struct btrfs_key *key)
6442 {
6443         int ret = 0;
6444
6445         if (sctx->cur_ino != key->objectid || !need_send_hole(sctx))
6446                 return 0;
6447
6448         if (sctx->cur_inode_last_extent == (u64)-1) {
6449                 ret = get_last_extent(sctx, key->offset - 1);
6450                 if (ret)
6451                         return ret;
6452         }
6453
6454         if (path->slots[0] == 0 &&
6455             sctx->cur_inode_last_extent < key->offset) {
6456                 /*
6457                  * We might have skipped entire leafs that contained only
6458                  * file extent items for our current inode. These leafs have
6459                  * a generation number smaller (older) than the one in the
6460                  * current leaf and the leaf our last extent came from, and
6461                  * are located between these 2 leafs.
6462                  */
6463                 ret = get_last_extent(sctx, key->offset - 1);
6464                 if (ret)
6465                         return ret;
6466         }
6467
6468         if (sctx->cur_inode_last_extent < key->offset) {
6469                 ret = range_is_hole_in_parent(sctx,
6470                                               sctx->cur_inode_last_extent,
6471                                               key->offset);
6472                 if (ret < 0)
6473                         return ret;
6474                 else if (ret == 0)
6475                         ret = send_hole(sctx, key->offset);
6476                 else
6477                         ret = 0;
6478         }
6479         sctx->cur_inode_last_extent = btrfs_file_extent_end(path);
6480         return ret;
6481 }
6482
6483 static int process_extent(struct send_ctx *sctx,
6484                           struct btrfs_path *path,
6485                           struct btrfs_key *key)
6486 {
6487         struct clone_root *found_clone = NULL;
6488         int ret = 0;
6489
6490         if (S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode))
6491                 return 0;
6492
6493         if (sctx->parent_root && !sctx->cur_inode_new) {
6494                 ret = is_extent_unchanged(sctx, path, key);
6495                 if (ret < 0)
6496                         goto out;
6497                 if (ret) {
6498                         ret = 0;
6499                         goto out_hole;
6500                 }
6501         } else {
6502                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
6503                 u8 type;
6504
6505                 ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6506                                     struct btrfs_file_extent_item);
6507                 type = btrfs_file_extent_type(path->nodes[0], ei);
6508                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC ||
6509                     type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG) {
6510                         /*
6511                          * The send spec does not have a prealloc command yet,
6512                          * so just leave a hole for prealloc'ed extents until
6513                          * we have enough commands queued up to justify rev'ing
6514                          * the send spec.
6515                          */
6516                         if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6517                                 ret = 0;
6518                                 goto out;
6519                         }
6520
6521                         /* Have a hole, just skip it. */
6522                         if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(path->nodes[0], ei) == 0) {
6523                                 ret = 0;
6524                                 goto out;
6525                         }
6526                 }
6527         }
6528
6529         ret = find_extent_clone(sctx, path, key->objectid, key->offset,
6530                         sctx->cur_inode_size, &found_clone);
6531         if (ret != -ENOENT && ret < 0)
6532                 goto out;
6533
6534         ret = send_write_or_clone(sctx, path, key, found_clone);
6535         if (ret)
6536                 goto out;
6537 out_hole:
6538         ret = maybe_send_hole(sctx, path, key);
6539 out:
6540         return ret;
6541 }
6542
6543 static int process_all_extents(struct send_ctx *sctx)
6544 {
6545         int ret = 0;
6546         int iter_ret = 0;
6547         struct btrfs_root *root;
6548         struct btrfs_path *path;
6549         struct btrfs_key key;
6550         struct btrfs_key found_key;
6551
6552         root = sctx->send_root;
6553         path = alloc_path_for_send();
6554         if (!path)
6555                 return -ENOMEM;
6556
6557         key.objectid = sctx->cmp_key->objectid;
6558         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
6559         key.offset = 0;
6560         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, iter_ret) {
6561                 if (found_key.objectid != key.objectid ||
6562                     found_key.type != key.type) {
6563                         ret = 0;
6564                         break;
6565                 }
6566
6567                 ret = process_extent(sctx, path, &found_key);
6568                 if (ret < 0)
6569                         break;
6570         }
6571         /* Catch error found during iteration */
6572         if (iter_ret < 0)
6573                 ret = iter_ret;
6574
6575         btrfs_free_path(path);
6576         return ret;
6577 }
6578
6579 static int process_recorded_refs_if_needed(struct send_ctx *sctx, int at_end,
6580                                            int *pending_move,
6581                                            int *refs_processed)
6582 {
6583         int ret = 0;
6584
6585         if (sctx->cur_ino == 0)
6586                 goto out;
6587         if (!at_end && sctx->cur_ino == sctx->cmp_key->objectid &&
6588             sctx->cmp_key->type <= BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
6589                 goto out;
6590         if (list_empty(&sctx->new_refs) && list_empty(&sctx->deleted_refs))
6591                 goto out;
6592
6593         ret = process_recorded_refs(sctx, pending_move);
6594         if (ret < 0)
6595                 goto out;
6596
6597         *refs_processed = 1;
6598 out:
6599         return ret;
6600 }
6601
6602 static int finish_inode_if_needed(struct send_ctx *sctx, int at_end)
6603 {
6604         int ret = 0;
6605         struct btrfs_inode_info info;
6606         u64 left_mode;
6607         u64 left_uid;
6608         u64 left_gid;
6609         u64 left_fileattr;
6610         u64 right_mode;
6611         u64 right_uid;
6612         u64 right_gid;
6613         u64 right_fileattr;
6614         int need_chmod = 0;
6615         int need_chown = 0;
6616         bool need_fileattr = false;
6617         int need_truncate = 1;
6618         int pending_move = 0;
6619         int refs_processed = 0;
6620
6621         if (sctx->ignore_cur_inode)
6622                 return 0;
6623
6624         ret = process_recorded_refs_if_needed(sctx, at_end, &pending_move,
6625                                               &refs_processed);
6626         if (ret < 0)
6627                 goto out;
6628
6629         /*
6630          * We have processed the refs and thus need to advance send_progress.
6631          * Now, calls to get_cur_xxx will take the updated refs of the current
6632          * inode into account.
6633          *
6634          * On the other hand, if our current inode is a directory and couldn't
6635          * be moved/renamed because its parent was renamed/moved too and it has
6636          * a higher inode number, we can only move/rename our current inode
6637          * after we moved/renamed its parent. Therefore in this case operate on
6638          * the old path (pre move/rename) of our current inode, and the
6639          * move/rename will be performed later.
6640          */
6641         if (refs_processed && !pending_move)
6642                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6643
6644         if (sctx->cur_ino == 0 || sctx->cur_inode_deleted)
6645                 goto out;
6646         if (!at_end && sctx->cmp_key->objectid == sctx->cur_ino)
6647                 goto out;
6648         ret = get_inode_info(sctx->send_root, sctx->cur_ino, &info);
6649         if (ret < 0)
6650                 goto out;
6651         left_mode = info.mode;
6652         left_uid = info.uid;
6653         left_gid = info.gid;
6654         left_fileattr = info.fileattr;
6655
6656         if (!sctx->parent_root || sctx->cur_inode_new) {
6657                 need_chown = 1;
6658                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode))
6659                         need_chmod = 1;
6660                 if (sctx->cur_inode_next_write_offset == sctx->cur_inode_size)
6661                         need_truncate = 0;
6662         } else {
6663                 u64 old_size;
6664
6665                 ret = get_inode_info(sctx->parent_root, sctx->cur_ino, &info);
6666                 if (ret < 0)
6667                         goto out;
6668                 old_size = info.size;
6669                 right_mode = info.mode;
6670                 right_uid = info.uid;
6671                 right_gid = info.gid;
6672                 right_fileattr = info.fileattr;
6673
6674                 if (left_uid != right_uid || left_gid != right_gid)
6675                         need_chown = 1;
6676                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode) && left_mode != right_mode)
6677                         need_chmod = 1;
6678                 if (!S_ISLNK(sctx->cur_inode_mode) && left_fileattr != right_fileattr)
6679                         need_fileattr = true;
6680                 if ((old_size == sctx->cur_inode_size) ||
6681                     (sctx->cur_inode_size > old_size &&
6682                      sctx->cur_inode_next_write_offset == sctx->cur_inode_size))
6683                         need_truncate = 0;
6684         }
6685
6686         if (S_ISREG(sctx->cur_inode_mode)) {
6687                 if (need_send_hole(sctx)) {
6688                         if (sctx->cur_inode_last_extent == (u64)-1 ||
6689                             sctx->cur_inode_last_extent <
6690                             sctx->cur_inode_size) {
6691                                 ret = get_last_extent(sctx, (u64)-1);
6692                                 if (ret)
6693                                         goto out;
6694                         }
6695                         if (sctx->cur_inode_last_extent <
6696                             sctx->cur_inode_size) {
6697                                 ret = send_hole(sctx, sctx->cur_inode_size);
6698                                 if (ret)
6699                                         goto out;
6700                         }
6701                 }
6702                 if (need_truncate) {
6703                         ret = send_truncate(sctx, sctx->cur_ino,
6704                                             sctx->cur_inode_gen,
6705                                             sctx->cur_inode_size);
6706                         if (ret < 0)
6707                                 goto out;
6708                 }
6709         }
6710
6711         if (need_chown) {
6712                 ret = send_chown(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6713                                 left_uid, left_gid);
6714                 if (ret < 0)
6715                         goto out;
6716         }
6717         if (need_chmod) {
6718                 ret = send_chmod(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6719                                 left_mode);
6720                 if (ret < 0)
6721                         goto out;
6722         }
6723         if (need_fileattr) {
6724                 ret = send_fileattr(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen,
6725                                     left_fileattr);
6726                 if (ret < 0)
6727                         goto out;
6728         }
6729
6730         if (proto_cmd_ok(sctx, BTRFS_SEND_C_ENABLE_VERITY)
6731             && sctx->cur_inode_needs_verity) {
6732                 ret = process_verity(sctx);
6733                 if (ret < 0)
6734                         goto out;
6735         }
6736
6737         ret = send_capabilities(sctx);
6738         if (ret < 0)
6739                 goto out;
6740
6741         /*
6742          * If other directory inodes depended on our current directory
6743          * inode's move/rename, now do their move/rename operations.
6744          */
6745         if (!is_waiting_for_move(sctx, sctx->cur_ino)) {
6746                 ret = apply_children_dir_moves(sctx);
6747                 if (ret)
6748                         goto out;
6749                 /*
6750                  * Need to send that every time, no matter if it actually
6751                  * changed between the two trees as we have done changes to
6752                  * the inode before. If our inode is a directory and it's
6753                  * waiting to be moved/renamed, we will send its utimes when
6754                  * it's moved/renamed, therefore we don't need to do it here.
6755                  */
6756                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6757                 ret = send_utimes(sctx, sctx->cur_ino, sctx->cur_inode_gen);
6758                 if (ret < 0)
6759                         goto out;
6760         }
6761
6762 out:
6763         return ret;
6764 }
6765
6766 static void close_current_inode(struct send_ctx *sctx)
6767 {
6768         u64 i_size;
6769
6770         if (sctx->cur_inode == NULL)
6771                 return;
6772
6773         i_size = i_size_read(sctx->cur_inode);
6774
6775         /*
6776          * If we are doing an incremental send, we may have extents between the
6777          * last processed extent and the i_size that have not been processed
6778          * because they haven't changed but we may have read some of their pages
6779          * through readahead, see the comments at send_extent_data().
6780          */
6781         if (sctx->clean_page_cache && sctx->page_cache_clear_start < i_size)
6782                 truncate_inode_pages_range(&sctx->cur_inode->i_data,
6783                                            sctx->page_cache_clear_start,
6784                                            round_up(i_size, PAGE_SIZE) - 1);
6785
6786         iput(sctx->cur_inode);
6787         sctx->cur_inode = NULL;
6788 }
6789
6790 static int changed_inode(struct send_ctx *sctx,
6791                          enum btrfs_compare_tree_result result)
6792 {
6793         int ret = 0;
6794         struct btrfs_key *key = sctx->cmp_key;
6795         struct btrfs_inode_item *left_ii = NULL;
6796         struct btrfs_inode_item *right_ii = NULL;
6797         u64 left_gen = 0;
6798         u64 right_gen = 0;
6799
6800         close_current_inode(sctx);
6801
6802         sctx->cur_ino = key->objectid;
6803         sctx->cur_inode_new_gen = false;
6804         sctx->cur_inode_last_extent = (u64)-1;
6805         sctx->cur_inode_next_write_offset = 0;
6806         sctx->ignore_cur_inode = false;
6807
6808         /*
6809          * Set send_progress to current inode. This will tell all get_cur_xxx
6810          * functions that the current inode's refs are not updated yet. Later,
6811          * when process_recorded_refs is finished, it is set to cur_ino + 1.
6812          */
6813         sctx->send_progress = sctx->cur_ino;
6814
6815         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW ||
6816             result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6817                 left_ii = btrfs_item_ptr(sctx->left_path->nodes[0],
6818                                 sctx->left_path->slots[0],
6819                                 struct btrfs_inode_item);
6820                 left_gen = btrfs_inode_generation(sctx->left_path->nodes[0],
6821                                 left_ii);
6822         } else {
6823                 right_ii = btrfs_item_ptr(sctx->right_path->nodes[0],
6824                                 sctx->right_path->slots[0],
6825                                 struct btrfs_inode_item);
6826                 right_gen = btrfs_inode_generation(sctx->right_path->nodes[0],
6827                                 right_ii);
6828         }
6829         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6830                 right_ii = btrfs_item_ptr(sctx->right_path->nodes[0],
6831                                 sctx->right_path->slots[0],
6832                                 struct btrfs_inode_item);
6833
6834                 right_gen = btrfs_inode_generation(sctx->right_path->nodes[0],
6835                                 right_ii);
6836
6837                 /*
6838                  * The cur_ino = root dir case is special here. We can't treat
6839                  * the inode as deleted+reused because it would generate a
6840                  * stream that tries to delete/mkdir the root dir.
6841                  */
6842                 if (left_gen != right_gen &&
6843                     sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
6844                         sctx->cur_inode_new_gen = true;
6845         }
6846
6847         /*
6848          * Normally we do not find inodes with a link count of zero (orphans)
6849          * because the most common case is to create a snapshot and use it
6850          * for a send operation. However other less common use cases involve
6851          * using a subvolume and send it after turning it to RO mode just
6852          * after deleting all hard links of a file while holding an open
6853          * file descriptor against it or turning a RO snapshot into RW mode,
6854          * keep an open file descriptor against a file, delete it and then
6855          * turn the snapshot back to RO mode before using it for a send
6856          * operation. The former is what the receiver operation does.
6857          * Therefore, if we want to send these snapshots soon after they're
6858          * received, we need to handle orphan inodes as well. Moreover, orphans
6859          * can appear not only in the send snapshot but also in the parent
6860          * snapshot. Here are several cases:
6861          *
6862          * Case 1: BTRFS_COMPARE_TREE_NEW
6863          *       |  send snapshot  | action
6864          * --------------------------------
6865          * nlink |        0        | ignore
6866          *
6867          * Case 2: BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED
6868          *       | parent snapshot | action
6869          * ----------------------------------
6870          * nlink |        0        | as usual
6871          * Note: No unlinks will be sent because there're no paths for it.
6872          *
6873          * Case 3: BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED
6874          *           |       | parent snapshot | send snapshot | action
6875          * -----------------------------------------------------------------------
6876          * subcase 1 | nlink |        0        |       0       | ignore
6877          * subcase 2 | nlink |       >0        |       0       | new_gen(deletion)
6878          * subcase 3 | nlink |        0        |      >0       | new_gen(creation)
6879          *
6880          */
6881         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW) {
6882                 if (btrfs_inode_nlink(sctx->left_path->nodes[0], left_ii) == 0) {
6883                         sctx->ignore_cur_inode = true;
6884                         goto out;
6885                 }
6886                 sctx->cur_inode_gen = left_gen;
6887                 sctx->cur_inode_new = true;
6888                 sctx->cur_inode_deleted = false;
6889                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6890                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6891                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6892                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6893                 sctx->cur_inode_rdev = btrfs_inode_rdev(
6894                                 sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6895                 if (sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
6896                         ret = send_create_inode_if_needed(sctx);
6897         } else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED) {
6898                 sctx->cur_inode_gen = right_gen;
6899                 sctx->cur_inode_new = false;
6900                 sctx->cur_inode_deleted = true;
6901                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6902                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6903                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6904                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6905         } else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED) {
6906                 u32 new_nlinks, old_nlinks;
6907
6908                 new_nlinks = btrfs_inode_nlink(sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6909                 old_nlinks = btrfs_inode_nlink(sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6910                 if (new_nlinks == 0 && old_nlinks == 0) {
6911                         sctx->ignore_cur_inode = true;
6912                         goto out;
6913                 } else if (new_nlinks == 0 || old_nlinks == 0) {
6914                         sctx->cur_inode_new_gen = 1;
6915                 }
6916                 /*
6917                  * We need to do some special handling in case the inode was
6918                  * reported as changed with a changed generation number. This
6919                  * means that the original inode was deleted and new inode
6920                  * reused the same inum. So we have to treat the old inode as
6921                  * deleted and the new one as new.
6922                  */
6923                 if (sctx->cur_inode_new_gen) {
6924                         /*
6925                          * First, process the inode as if it was deleted.
6926                          */
6927                         if (old_nlinks > 0) {
6928                                 sctx->cur_inode_gen = right_gen;
6929                                 sctx->cur_inode_new = false;
6930                                 sctx->cur_inode_deleted = true;
6931                                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6932                                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6933                                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6934                                                 sctx->right_path->nodes[0], right_ii);
6935                                 ret = process_all_refs(sctx,
6936                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED);
6937                                 if (ret < 0)
6938                                         goto out;
6939                         }
6940
6941                         /*
6942                          * Now process the inode as if it was new.
6943                          */
6944                         if (new_nlinks > 0) {
6945                                 sctx->cur_inode_gen = left_gen;
6946                                 sctx->cur_inode_new = true;
6947                                 sctx->cur_inode_deleted = false;
6948                                 sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6949                                                 sctx->left_path->nodes[0],
6950                                                 left_ii);
6951                                 sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6952                                                 sctx->left_path->nodes[0],
6953                                                 left_ii);
6954                                 sctx->cur_inode_rdev = btrfs_inode_rdev(
6955                                                 sctx->left_path->nodes[0],
6956                                                 left_ii);
6957                                 ret = send_create_inode_if_needed(sctx);
6958                                 if (ret < 0)
6959                                         goto out;
6960
6961                                 ret = process_all_refs(sctx, BTRFS_COMPARE_TREE_NEW);
6962                                 if (ret < 0)
6963                                         goto out;
6964                                 /*
6965                                  * Advance send_progress now as we did not get
6966                                  * into process_recorded_refs_if_needed in the
6967                                  * new_gen case.
6968                                  */
6969                                 sctx->send_progress = sctx->cur_ino + 1;
6970
6971                                 /*
6972                                  * Now process all extents and xattrs of the
6973                                  * inode as if they were all new.
6974                                  */
6975                                 ret = process_all_extents(sctx);
6976                                 if (ret < 0)
6977                                         goto out;
6978                                 ret = process_all_new_xattrs(sctx);
6979                                 if (ret < 0)
6980                                         goto out;
6981                         }
6982                 } else {
6983                         sctx->cur_inode_gen = left_gen;
6984                         sctx->cur_inode_new = false;
6985                         sctx->cur_inode_new_gen = false;
6986                         sctx->cur_inode_deleted = false;
6987                         sctx->cur_inode_size = btrfs_inode_size(
6988                                         sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6989                         sctx->cur_inode_mode = btrfs_inode_mode(
6990                                         sctx->left_path->nodes[0], left_ii);
6991                 }
6992         }
6993
6994 out:
6995         return ret;
6996 }
6997
6998 /*
6999  * We have to process new refs before deleted refs, but compare_trees gives us
7000  * the new and deleted refs mixed. To fix this, we record the new/deleted refs
7001  * first and later process them in process_recorded_refs.
7002  * For the cur_inode_new_gen case, we skip recording completely because
7003  * changed_inode did already initiate processing of refs. The reason for this is
7004  * that in this case, compare_tree actually compares the refs of 2 different
7005  * inodes. To fix this, process_all_refs is used in changed_inode to handle all
7006  * refs of the right tree as deleted and all refs of the left tree as new.
7007  */
7008 static int changed_ref(struct send_ctx *sctx,
7009                        enum btrfs_compare_tree_result result)
7010 {
7011         int ret = 0;
7012
7013         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid) {
7014                 inconsistent_snapshot_error(sctx, result, "reference");
7015                 return -EIO;
7016         }
7017
7018         if (!sctx->cur_inode_new_gen &&
7019             sctx->cur_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
7020                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7021                         ret = record_new_ref(sctx);
7022                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7023                         ret = record_deleted_ref(sctx);
7024                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED)
7025                         ret = record_changed_ref(sctx);
7026         }
7027
7028         return ret;
7029 }
7030
7031 /*
7032  * Process new/deleted/changed xattrs. We skip processing in the
7033  * cur_inode_new_gen case because changed_inode did already initiate processing
7034  * of xattrs. The reason is the same as in changed_ref
7035  */
7036 static int changed_xattr(struct send_ctx *sctx,
7037                          enum btrfs_compare_tree_result result)
7038 {
7039         int ret = 0;
7040
7041         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid) {
7042                 inconsistent_snapshot_error(sctx, result, "xattr");
7043                 return -EIO;
7044         }
7045
7046         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7047                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7048                         ret = process_new_xattr(sctx);
7049                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7050                         ret = process_deleted_xattr(sctx);
7051                 else if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED)
7052                         ret = process_changed_xattr(sctx);
7053         }
7054
7055         return ret;
7056 }
7057
7058 /*
7059  * Process new/deleted/changed extents. We skip processing in the
7060  * cur_inode_new_gen case because changed_inode did already initiate processing
7061  * of extents. The reason is the same as in changed_ref
7062  */
7063 static int changed_extent(struct send_ctx *sctx,
7064                           enum btrfs_compare_tree_result result)
7065 {
7066         int ret = 0;
7067
7068         /*
7069          * We have found an extent item that changed without the inode item
7070          * having changed. This can happen either after relocation (where the
7071          * disk_bytenr of an extent item is replaced at
7072          * relocation.c:replace_file_extents()) or after deduplication into a
7073          * file in both the parent and send snapshots (where an extent item can
7074          * get modified or replaced with a new one). Note that deduplication
7075          * updates the inode item, but it only changes the iversion (sequence
7076          * field in the inode item) of the inode, so if a file is deduplicated
7077          * the same amount of times in both the parent and send snapshots, its
7078          * iversion becomes the same in both snapshots, whence the inode item is
7079          * the same on both snapshots.
7080          */
7081         if (sctx->cur_ino != sctx->cmp_key->objectid)
7082                 return 0;
7083
7084         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7085                 if (result != BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED)
7086                         ret = process_extent(sctx, sctx->left_path,
7087                                         sctx->cmp_key);
7088         }
7089
7090         return ret;
7091 }
7092
7093 static int changed_verity(struct send_ctx *sctx, enum btrfs_compare_tree_result result)
7094 {
7095         int ret = 0;
7096
7097         if (!sctx->cur_inode_new_gen && !sctx->cur_inode_deleted) {
7098                 if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_NEW)
7099                         sctx->cur_inode_needs_verity = true;
7100         }
7101         return ret;
7102 }
7103
7104 static int dir_changed(struct send_ctx *sctx, u64 dir)
7105 {
7106         u64 orig_gen, new_gen;
7107         int ret;
7108
7109         ret = get_inode_gen(sctx->send_root, dir, &new_gen);
7110         if (ret)
7111                 return ret;
7112
7113         ret = get_inode_gen(sctx->parent_root, dir, &orig_gen);
7114         if (ret)
7115                 return ret;
7116
7117         return (orig_gen != new_gen) ? 1 : 0;
7118 }
7119
7120 static int compare_refs(struct send_ctx *sctx, struct btrfs_path *path,
7121                         struct btrfs_key *key)
7122 {
7123         struct btrfs_inode_extref *extref;
7124         struct extent_buffer *leaf;
7125         u64 dirid = 0, last_dirid = 0;
7126         unsigned long ptr;
7127         u32 item_size;
7128         u32 cur_offset = 0;
7129         int ref_name_len;
7130         int ret = 0;
7131
7132         /* Easy case, just check this one dirid */
7133         if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
7134                 dirid = key->offset;
7135
7136                 ret = dir_changed(sctx, dirid);
7137                 goto out;
7138         }
7139
7140         leaf = path->nodes[0];
7141         item_size = btrfs_item_size(leaf, path->slots[0]);
7142         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
7143         while (cur_offset < item_size) {
7144                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)(ptr +
7145                                                        cur_offset);
7146                 dirid = btrfs_inode_extref_parent(leaf, extref);
7147                 ref_name_len = btrfs_inode_extref_name_len(leaf, extref);
7148                 cur_offset += ref_name_len + sizeof(*extref);
7149                 if (dirid == last_dirid)
7150                         continue;
7151                 ret = dir_changed(sctx, dirid);
7152                 if (ret)
7153                         break;
7154                 last_dirid = dirid;
7155         }
7156 out:
7157         return ret;
7158 }
7159
7160 /*
7161  * Updates compare related fields in sctx and simply forwards to the actual
7162  * changed_xxx functions.
7163  */
7164 static int changed_cb(struct btrfs_path *left_path,
7165                       struct btrfs_path *right_path,
7166                       struct btrfs_key *key,
7167                       enum btrfs_compare_tree_result result,
7168                       struct send_ctx *sctx)
7169 {
7170         int ret = 0;
7171
7172         /*
7173          * We can not hold the commit root semaphore here. This is because in
7174          * the case of sending and receiving to the same filesystem, using a
7175          * pipe, could result in a deadlock:
7176          *
7177          * 1) The task running send blocks on the pipe because it's full;
7178          *
7179          * 2) The task running receive, which is the only consumer of the pipe,
7180          *    is waiting for a transaction commit (for example due to a space
7181          *    reservation when doing a write or triggering a transaction commit
7182          *    when creating a subvolume);
7183          *
7184          * 3) The transaction is waiting to write lock the commit root semaphore,
7185          *    but can not acquire it since it's being held at 1).
7186          *
7187          * Down this call chain we write to the pipe through kernel_write().
7188          * The same type of problem can also happen when sending to a file that
7189          * is stored in the same filesystem - when reserving space for a write
7190          * into the file, we can trigger a transaction commit.
7191          *
7192          * Our caller has supplied us with clones of leaves from the send and
7193          * parent roots, so we're safe here from a concurrent relocation and
7194          * further reallocation of metadata extents while we are here. Below we
7195          * also assert that the leaves are clones.
7196          */
7197         lockdep_assert_not_held(&sctx->send_root->fs_info->commit_root_sem);
7198
7199         /*
7200          * We always have a send root, so left_path is never NULL. We will not
7201          * have a leaf when we have reached the end of the send root but have
7202          * not yet reached the end of the parent root.
7203          */
7204         if (left_path->nodes[0])
7205                 ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED,
7206                                 &left_path->nodes[0]->bflags));
7207         /*
7208          * When doing a full send we don't have a parent root, so right_path is
7209          * NULL. When doing an incremental send, we may have reached the end of
7210          * the parent root already, so we don't have a leaf at right_path.
7211          */
7212         if (right_path && right_path->nodes[0])
7213                 ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED,
7214                                 &right_path->nodes[0]->bflags));
7215
7216         if (result == BTRFS_COMPARE_TREE_SAME) {
7217                 if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY ||
7218                     key->type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
7219                         ret = compare_refs(sctx, left_path, key);
7220                         if (!ret)
7221                                 return 0;
7222                         if (ret < 0)
7223                                 return ret;
7224                 } else if (key->type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7225                         return maybe_send_hole(sctx, left_path, key);
7226                 } else {
7227                         return 0;
7228                 }
7229                 result = BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED;
7230                 ret = 0;
7231         }
7232
7233         sctx->left_path = left_path;
7234         sctx->right_path = right_path;
7235         sctx->cmp_key = key;
7236
7237         ret = finish_inode_if_needed(sctx, 0);
7238         if (ret < 0)
7239                 goto out;
7240
7241         /* Ignore non-FS objects */
7242         if (key->objectid == BTRFS_FREE_INO_OBJECTID ||
7243             key->objectid == BTRFS_FREE_SPACE_OBJECTID)
7244                 goto out;
7245
7246         if (key->type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
7247                 ret = changed_inode(sctx, result);
7248         } else if (!sctx->ignore_cur_inode) {
7249                 if (key->type == BTRFS_INODE_REF_KEY ||
7250                     key->type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
7251                         ret = changed_ref(sctx, result);
7252                 else if (key->type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
7253                         ret = changed_xattr(sctx, result);
7254                 else if (key->type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
7255                         ret = changed_extent(sctx, result);
7256                 else if (key->type == BTRFS_VERITY_DESC_ITEM_KEY &&
7257                          key->offset == 0)
7258                         ret = changed_verity(sctx, result);
7259         }
7260
7261 out:
7262         return ret;
7263 }
7264
7265 static int search_key_again(const struct send_ctx *sctx,
7266                             struct btrfs_root *root,
7267                             struct btrfs_path *path,
7268                             const struct btrfs_key *key)
7269 {
7270         int ret;
7271
7272         if (!path->need_commit_sem)
7273                 lockdep_assert_held_read(&root->fs_info->commit_root_sem);
7274
7275         /*
7276          * Roots used for send operations are readonly and no one can add,
7277          * update or remove keys from them, so we should be able to find our
7278          * key again. The only exception is deduplication, which can operate on
7279          * readonly roots and add, update or remove keys to/from them - but at
7280          * the moment we don't allow it to run in parallel with send.
7281          */
7282         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, key, path, 0, 0);
7283         ASSERT(ret <= 0);
7284         if (ret > 0) {
7285                 btrfs_print_tree(path->nodes[path->lowest_level], false);
7286                 btrfs_err(root->fs_info,
7287 "send: key (%llu %u %llu) not found in %s root %llu, lowest_level %d, slot %d",
7288                           key->objectid, key->type, key->offset,
7289                           (root == sctx->parent_root ? "parent" : "send"),
7290                           root->root_key.objectid, path->lowest_level,
7291                           path->slots[path->lowest_level]);
7292                 return -EUCLEAN;
7293         }
7294
7295         return ret;
7296 }
7297
7298 static int full_send_tree(struct send_ctx *sctx)
7299 {
7300         int ret;
7301         struct btrfs_root *send_root = sctx->send_root;
7302         struct btrfs_key key;
7303         struct btrfs_fs_info *fs_info = send_root->fs_info;
7304         struct btrfs_path *path;
7305
7306         path = alloc_path_for_send();
7307         if (!path)
7308                 return -ENOMEM;
7309         path->reada = READA_FORWARD_ALWAYS;
7310
7311         key.objectid = BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID;
7312         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
7313         key.offset = 0;
7314
7315         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7316         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7317         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7318
7319         ret = btrfs_search_slot_for_read(send_root, &key, path, 1, 0);
7320         if (ret < 0)
7321                 goto out;
7322         if (ret)
7323                 goto out_finish;
7324
7325         while (1) {
7326                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
7327
7328                 ret = changed_cb(path, NULL, &key,
7329                                  BTRFS_COMPARE_TREE_NEW, sctx);
7330                 if (ret < 0)
7331                         goto out;
7332
7333                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7334                 if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
7335                         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7336                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7337                         /*
7338                          * A transaction used for relocating a block group was
7339                          * committed or is about to finish its commit. Release
7340                          * our path (leaf) and restart the search, so that we
7341                          * avoid operating on any file extent items that are
7342                          * stale, with a disk_bytenr that reflects a pre
7343                          * relocation value. This way we avoid as much as
7344                          * possible to fallback to regular writes when checking
7345                          * if we can clone file ranges.
7346                          */
7347                         btrfs_release_path(path);
7348                         ret = search_key_again(sctx, send_root, path, &key);
7349                         if (ret < 0)
7350                                 goto out;
7351                 } else {
7352                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7353                 }
7354
7355                 ret = btrfs_next_item(send_root, path);
7356                 if (ret < 0)
7357                         goto out;
7358                 if (ret) {
7359                         ret  = 0;
7360                         break;
7361                 }
7362         }
7363
7364 out_finish:
7365         ret = finish_inode_if_needed(sctx, 1);
7366
7367 out:
7368         btrfs_free_path(path);
7369         return ret;
7370 }
7371
7372 static int replace_node_with_clone(struct btrfs_path *path, int level)
7373 {
7374         struct extent_buffer *clone;
7375
7376         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[level]);
7377         if (!clone)
7378                 return -ENOMEM;
7379
7380         free_extent_buffer(path->nodes[level]);
7381         path->nodes[level] = clone;
7382
7383         return 0;
7384 }
7385
7386 static int tree_move_down(struct btrfs_path *path, int *level, u64 reada_min_gen)
7387 {
7388         struct extent_buffer *eb;
7389         struct extent_buffer *parent = path->nodes[*level];
7390         int slot = path->slots[*level];
7391         const int nritems = btrfs_header_nritems(parent);
7392         u64 reada_max;
7393         u64 reada_done = 0;
7394
7395         lockdep_assert_held_read(&parent->fs_info->commit_root_sem);
7396
7397         BUG_ON(*level == 0);
7398         eb = btrfs_read_node_slot(parent, slot);
7399         if (IS_ERR(eb))
7400                 return PTR_ERR(eb);
7401
7402         /*
7403          * Trigger readahead for the next leaves we will process, so that it is
7404          * very likely that when we need them they are already in memory and we
7405          * will not block on disk IO. For nodes we only do readahead for one,
7406          * since the time window between processing nodes is typically larger.
7407          */
7408         reada_max = (*level == 1 ? SZ_128K : eb->fs_info->nodesize);
7409
7410         for (slot++; slot < nritems && reada_done < reada_max; slot++) {
7411                 if (btrfs_node_ptr_generation(parent, slot) > reada_min_gen) {
7412                         btrfs_readahead_node_child(parent, slot);
7413                         reada_done += eb->fs_info->nodesize;
7414                 }
7415         }
7416
7417         path->nodes[*level - 1] = eb;
7418         path->slots[*level - 1] = 0;
7419         (*level)--;
7420
7421         if (*level == 0)
7422                 return replace_node_with_clone(path, 0);
7423
7424         return 0;
7425 }
7426
7427 static int tree_move_next_or_upnext(struct btrfs_path *path,
7428                                     int *level, int root_level)
7429 {
7430         int ret = 0;
7431         int nritems;
7432         nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[*level]);
7433
7434         path->slots[*level]++;
7435
7436         while (path->slots[*level] >= nritems) {
7437                 if (*level == root_level) {
7438                         path->slots[*level] = nritems - 1;
7439                         return -1;
7440                 }
7441
7442                 /* move upnext */
7443                 path->slots[*level] = 0;
7444                 free_extent_buffer(path->nodes[*level]);
7445                 path->nodes[*level] = NULL;
7446                 (*level)++;
7447                 path->slots[*level]++;
7448
7449                 nritems = btrfs_header_nritems(path->nodes[*level]);
7450                 ret = 1;
7451         }
7452         return ret;
7453 }
7454
7455 /*
7456  * Returns 1 if it had to move up and next. 0 is returned if it moved only next
7457  * or down.
7458  */
7459 static int tree_advance(struct btrfs_path *path,
7460                         int *level, int root_level,
7461                         int allow_down,
7462                         struct btrfs_key *key,
7463                         u64 reada_min_gen)
7464 {
7465         int ret;
7466
7467         if (*level == 0 || !allow_down) {
7468                 ret = tree_move_next_or_upnext(path, level, root_level);
7469         } else {
7470                 ret = tree_move_down(path, level, reada_min_gen);
7471         }
7472
7473         /*
7474          * Even if we have reached the end of a tree, ret is -1, update the key
7475          * anyway, so that in case we need to restart due to a block group
7476          * relocation, we can assert that the last key of the root node still
7477          * exists in the tree.
7478          */
7479         if (*level == 0)
7480                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[*level], key,
7481                                       path->slots[*level]);
7482         else
7483                 btrfs_node_key_to_cpu(path->nodes[*level], key,
7484                                       path->slots[*level]);
7485
7486         return ret;
7487 }
7488
7489 static int tree_compare_item(struct btrfs_path *left_path,
7490                              struct btrfs_path *right_path,
7491                              char *tmp_buf)
7492 {
7493         int cmp;
7494         int len1, len2;
7495         unsigned long off1, off2;
7496
7497         len1 = btrfs_item_size(left_path->nodes[0], left_path->slots[0]);
7498         len2 = btrfs_item_size(right_path->nodes[0], right_path->slots[0]);
7499         if (len1 != len2)
7500                 return 1;
7501
7502         off1 = btrfs_item_ptr_offset(left_path->nodes[0], left_path->slots[0]);
7503         off2 = btrfs_item_ptr_offset(right_path->nodes[0],
7504                                 right_path->slots[0]);
7505
7506         read_extent_buffer(left_path->nodes[0], tmp_buf, off1, len1);
7507
7508         cmp = memcmp_extent_buffer(right_path->nodes[0], tmp_buf, off2, len1);
7509         if (cmp)
7510                 return 1;
7511         return 0;
7512 }
7513
7514 /*
7515  * A transaction used for relocating a block group was committed or is about to
7516  * finish its commit. Release our paths and restart the search, so that we are
7517  * not using stale extent buffers:
7518  *
7519  * 1) For levels > 0, we are only holding references of extent buffers, without
7520  *    any locks on them, which does not prevent them from having been relocated
7521  *    and reallocated after the last time we released the commit root semaphore.
7522  *    The exception are the root nodes, for which we always have a clone, see
7523  *    the comment at btrfs_compare_trees();
7524  *
7525  * 2) For leaves, level 0, we are holding copies (clones) of extent buffers, so
7526  *    we are safe from the concurrent relocation and reallocation. However they
7527  *    can have file extent items with a pre relocation disk_bytenr value, so we
7528  *    restart the start from the current commit roots and clone the new leaves so
7529  *    that we get the post relocation disk_bytenr values. Not doing so, could
7530  *    make us clone the wrong data in case there are new extents using the old
7531  *    disk_bytenr that happen to be shared.
7532  */
7533 static int restart_after_relocation(struct btrfs_path *left_path,
7534                                     struct btrfs_path *right_path,
7535                                     const struct btrfs_key *left_key,
7536                                     const struct btrfs_key *right_key,
7537                                     int left_level,
7538                                     int right_level,
7539                                     const struct send_ctx *sctx)
7540 {
7541         int root_level;
7542         int ret;
7543
7544         lockdep_assert_held_read(&sctx->send_root->fs_info->commit_root_sem);
7545
7546         btrfs_release_path(left_path);
7547         btrfs_release_path(right_path);
7548
7549         /*
7550          * Since keys can not be added or removed to/from our roots because they
7551          * are readonly and we do not allow deduplication to run in parallel
7552          * (which can add, remove or change keys), the layout of the trees should
7553          * not change.
7554          */
7555         left_path->lowest_level = left_level;
7556         ret = search_key_again(sctx, sctx->send_root, left_path, left_key);
7557         if (ret < 0)
7558                 return ret;
7559
7560         right_path->lowest_level = right_level;
7561         ret = search_key_again(sctx, sctx->parent_root, right_path, right_key);
7562         if (ret < 0)
7563                 return ret;
7564
7565         /*
7566          * If the lowest level nodes are leaves, clone them so that they can be
7567          * safely used by changed_cb() while not under the protection of the
7568          * commit root semaphore, even if relocation and reallocation happens in
7569          * parallel.
7570          */
7571         if (left_level == 0) {
7572                 ret = replace_node_with_clone(left_path, 0);
7573                 if (ret < 0)
7574                         return ret;
7575         }
7576
7577         if (right_level == 0) {
7578                 ret = replace_node_with_clone(right_path, 0);
7579                 if (ret < 0)
7580                         return ret;
7581         }
7582
7583         /*
7584          * Now clone the root nodes (unless they happen to be the leaves we have
7585          * already cloned). This is to protect against concurrent snapshotting of
7586          * the send and parent roots (see the comment at btrfs_compare_trees()).
7587          */
7588         root_level = btrfs_header_level(sctx->send_root->commit_root);
7589         if (root_level > 0) {
7590                 ret = replace_node_with_clone(left_path, root_level);
7591                 if (ret < 0)
7592                         return ret;
7593         }
7594
7595         root_level = btrfs_header_level(sctx->parent_root->commit_root);
7596         if (root_level > 0) {
7597                 ret = replace_node_with_clone(right_path, root_level);
7598                 if (ret < 0)
7599                         return ret;
7600         }
7601
7602         return 0;
7603 }
7604
7605 /*
7606  * This function compares two trees and calls the provided callback for
7607  * every changed/new/deleted item it finds.
7608  * If shared tree blocks are encountered, whole subtrees are skipped, making
7609  * the compare pretty fast on snapshotted subvolumes.
7610  *
7611  * This currently works on commit roots only. As commit roots are read only,
7612  * we don't do any locking. The commit roots are protected with transactions.
7613  * Transactions are ended and rejoined when a commit is tried in between.
7614  *
7615  * This function checks for modifications done to the trees while comparing.
7616  * If it detects a change, it aborts immediately.
7617  */
7618 static int btrfs_compare_trees(struct btrfs_root *left_root,
7619                         struct btrfs_root *right_root, struct send_ctx *sctx)
7620 {
7621         struct btrfs_fs_info *fs_info = left_root->fs_info;
7622         int ret;
7623         int cmp;
7624         struct btrfs_path *left_path = NULL;
7625         struct btrfs_path *right_path = NULL;
7626         struct btrfs_key left_key;
7627         struct btrfs_key right_key;
7628         char *tmp_buf = NULL;
7629         int left_root_level;
7630         int right_root_level;
7631         int left_level;
7632         int right_level;
7633         int left_end_reached = 0;
7634         int right_end_reached = 0;
7635         int advance_left = 0;
7636         int advance_right = 0;
7637         u64 left_blockptr;
7638         u64 right_blockptr;
7639         u64 left_gen;
7640         u64 right_gen;
7641         u64 reada_min_gen;
7642
7643         left_path = btrfs_alloc_path();
7644         if (!left_path) {
7645                 ret = -ENOMEM;
7646                 goto out;
7647         }
7648         right_path = btrfs_alloc_path();
7649         if (!right_path) {
7650                 ret = -ENOMEM;
7651                 goto out;
7652         }
7653
7654         tmp_buf = kvmalloc(fs_info->nodesize, GFP_KERNEL);
7655         if (!tmp_buf) {
7656                 ret = -ENOMEM;
7657                 goto out;
7658         }
7659
7660         left_path->search_commit_root = 1;
7661         left_path->skip_locking = 1;
7662         right_path->search_commit_root = 1;
7663         right_path->skip_locking = 1;
7664
7665         /*
7666          * Strategy: Go to the first items of both trees. Then do
7667          *
7668          * If both trees are at level 0
7669          *   Compare keys of current items
7670          *     If left < right treat left item as new, advance left tree
7671          *       and repeat
7672          *     If left > right treat right item as deleted, advance right tree
7673          *       and repeat
7674          *     If left == right do deep compare of items, treat as changed if
7675          *       needed, advance both trees and repeat
7676          * If both trees are at the same level but not at level 0
7677          *   Compare keys of current nodes/leafs
7678          *     If left < right advance left tree and repeat
7679          *     If left > right advance right tree and repeat
7680          *     If left == right compare blockptrs of the next nodes/leafs
7681          *       If they match advance both trees but stay at the same level
7682          *         and repeat
7683          *       If they don't match advance both trees while allowing to go
7684          *         deeper and repeat
7685          * If tree levels are different
7686          *   Advance the tree that needs it and repeat
7687          *
7688          * Advancing a tree means:
7689          *   If we are at level 0, try to go to the next slot. If that's not
7690          *   possible, go one level up and repeat. Stop when we found a level
7691          *   where we could go to the next slot. We may at this point be on a
7692          *   node or a leaf.
7693          *
7694          *   If we are not at level 0 and not on shared tree blocks, go one
7695          *   level deeper.
7696          *
7697          *   If we are not at level 0 and on shared tree blocks, go one slot to
7698          *   the right if possible or go up and right.
7699          */
7700
7701         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7702         left_level = btrfs_header_level(left_root->commit_root);
7703         left_root_level = left_level;
7704         /*
7705          * We clone the root node of the send and parent roots to prevent races
7706          * with snapshot creation of these roots. Snapshot creation COWs the
7707          * root node of a tree, so after the transaction is committed the old
7708          * extent can be reallocated while this send operation is still ongoing.
7709          * So we clone them, under the commit root semaphore, to be race free.
7710          */
7711         left_path->nodes[left_level] =
7712                         btrfs_clone_extent_buffer(left_root->commit_root);
7713         if (!left_path->nodes[left_level]) {
7714                 ret = -ENOMEM;
7715                 goto out_unlock;
7716         }
7717
7718         right_level = btrfs_header_level(right_root->commit_root);
7719         right_root_level = right_level;
7720         right_path->nodes[right_level] =
7721                         btrfs_clone_extent_buffer(right_root->commit_root);
7722         if (!right_path->nodes[right_level]) {
7723                 ret = -ENOMEM;
7724                 goto out_unlock;
7725         }
7726         /*
7727          * Our right root is the parent root, while the left root is the "send"
7728          * root. We know that all new nodes/leaves in the left root must have
7729          * a generation greater than the right root's generation, so we trigger
7730          * readahead for those nodes and leaves of the left root, as we know we
7731          * will need to read them at some point.
7732          */
7733         reada_min_gen = btrfs_header_generation(right_root->commit_root);
7734
7735         if (left_level == 0)
7736                 btrfs_item_key_to_cpu(left_path->nodes[left_level],
7737                                 &left_key, left_path->slots[left_level]);
7738         else
7739                 btrfs_node_key_to_cpu(left_path->nodes[left_level],
7740                                 &left_key, left_path->slots[left_level]);
7741         if (right_level == 0)
7742                 btrfs_item_key_to_cpu(right_path->nodes[right_level],
7743                                 &right_key, right_path->slots[right_level]);
7744         else
7745                 btrfs_node_key_to_cpu(right_path->nodes[right_level],
7746                                 &right_key, right_path->slots[right_level]);
7747
7748         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7749
7750         while (1) {
7751                 if (need_resched() ||
7752                     rwsem_is_contended(&fs_info->commit_root_sem)) {
7753                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7754                         cond_resched();
7755                         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7756                 }
7757
7758                 if (fs_info->last_reloc_trans > sctx->last_reloc_trans) {
7759                         ret = restart_after_relocation(left_path, right_path,
7760                                                        &left_key, &right_key,
7761                                                        left_level, right_level,
7762                                                        sctx);
7763                         if (ret < 0)
7764                                 goto out_unlock;
7765                         sctx->last_reloc_trans = fs_info->last_reloc_trans;
7766                 }
7767
7768                 if (advance_left && !left_end_reached) {
7769                         ret = tree_advance(left_path, &left_level,
7770                                         left_root_level,
7771                                         advance_left != ADVANCE_ONLY_NEXT,
7772                                         &left_key, reada_min_gen);
7773                         if (ret == -1)
7774                                 left_end_reached = ADVANCE;
7775                         else if (ret < 0)
7776                                 goto out_unlock;
7777                         advance_left = 0;
7778                 }
7779                 if (advance_right && !right_end_reached) {
7780                         ret = tree_advance(right_path, &right_level,
7781                                         right_root_level,
7782                                         advance_right != ADVANCE_ONLY_NEXT,
7783                                         &right_key, reada_min_gen);
7784                         if (ret == -1)
7785                                 right_end_reached = ADVANCE;
7786                         else if (ret < 0)
7787                                 goto out_unlock;
7788                         advance_right = 0;
7789                 }
7790
7791                 if (left_end_reached && right_end_reached) {
7792                         ret = 0;
7793                         goto out_unlock;
7794                 } else if (left_end_reached) {
7795                         if (right_level == 0) {
7796                                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7797                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7798                                                 &right_key,
7799                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
7800                                                 sctx);
7801                                 if (ret < 0)
7802                                         goto out;
7803                                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7804                         }
7805                         advance_right = ADVANCE;
7806                         continue;
7807                 } else if (right_end_reached) {
7808                         if (left_level == 0) {
7809                                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7810                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7811                                                 &left_key,
7812                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
7813                                                 sctx);
7814                                 if (ret < 0)
7815                                         goto out;
7816                                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7817                         }
7818                         advance_left = ADVANCE;
7819                         continue;
7820                 }
7821
7822                 if (left_level == 0 && right_level == 0) {
7823                         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7824                         cmp = btrfs_comp_cpu_keys(&left_key, &right_key);
7825                         if (cmp < 0) {
7826                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7827                                                 &left_key,
7828                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_NEW,
7829                                                 sctx);
7830                                 advance_left = ADVANCE;
7831                         } else if (cmp > 0) {
7832                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7833                                                 &right_key,
7834                                                 BTRFS_COMPARE_TREE_DELETED,
7835                                                 sctx);
7836                                 advance_right = ADVANCE;
7837                         } else {
7838                                 enum btrfs_compare_tree_result result;
7839
7840                                 WARN_ON(!extent_buffer_uptodate(left_path->nodes[0]));
7841                                 ret = tree_compare_item(left_path, right_path,
7842                                                         tmp_buf);
7843                                 if (ret)
7844                                         result = BTRFS_COMPARE_TREE_CHANGED;
7845                                 else
7846                                         result = BTRFS_COMPARE_TREE_SAME;
7847                                 ret = changed_cb(left_path, right_path,
7848                                                  &left_key, result, sctx);
7849                                 advance_left = ADVANCE;
7850                                 advance_right = ADVANCE;
7851                         }
7852
7853                         if (ret < 0)
7854                                 goto out;
7855                         down_read(&fs_info->commit_root_sem);
7856                 } else if (left_level == right_level) {
7857                         cmp = btrfs_comp_cpu_keys(&left_key, &right_key);
7858                         if (cmp < 0) {
7859                                 advance_left = ADVANCE;
7860                         } else if (cmp > 0) {
7861                                 advance_right = ADVANCE;
7862                         } else {
7863                                 left_blockptr = btrfs_node_blockptr(
7864                                                 left_path->nodes[left_level],
7865                                                 left_path->slots[left_level]);
7866                                 right_blockptr = btrfs_node_blockptr(
7867                                                 right_path->nodes[right_level],
7868                                                 right_path->slots[right_level]);
7869                                 left_gen = btrfs_node_ptr_generation(
7870                                                 left_path->nodes[left_level],
7871                                                 left_path->slots[left_level]);
7872                                 right_gen = btrfs_node_ptr_generation(
7873                                                 right_path->nodes[right_level],
7874                                                 right_path->slots[right_level]);
7875                                 if (left_blockptr == right_blockptr &&
7876                                     left_gen == right_gen) {
7877                                         /*
7878                                          * As we're on a shared block, don't
7879                                          * allow to go deeper.
7880                                          */
7881                                         advance_left = ADVANCE_ONLY_NEXT;
7882                                         advance_right = ADVANCE_ONLY_NEXT;
7883                                 } else {
7884                                         advance_left = ADVANCE;
7885                                         advance_right = ADVANCE;
7886                                 }
7887                         }
7888                 } else if (left_level < right_level) {
7889                         advance_right = ADVANCE;
7890                 } else {
7891                         advance_left = ADVANCE;
7892                 }
7893         }
7894
7895 out_unlock:
7896         up_read(&fs_info->commit_root_sem);
7897 out:
7898         btrfs_free_path(left_path);
7899         btrfs_free_path(right_path);
7900         kvfree(tmp_buf);
7901         return ret;
7902 }
7903
7904 static int send_subvol(struct send_ctx *sctx)
7905 {
7906         int ret;
7907
7908         if (!(sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_OMIT_STREAM_HEADER)) {
7909                 ret = send_header(sctx);
7910                 if (ret < 0)
7911                         goto out;
7912         }
7913
7914         ret = send_subvol_begin(sctx);
7915         if (ret < 0)
7916                 goto out;
7917
7918         if (sctx->parent_root) {
7919                 ret = btrfs_compare_trees(sctx->send_root, sctx->parent_root, sctx);
7920                 if (ret < 0)
7921                         goto out;
7922                 ret = finish_inode_if_needed(sctx, 1);
7923                 if (ret < 0)
7924                         goto out;
7925         } else {
7926                 ret = full_send_tree(sctx);
7927                 if (ret < 0)
7928                         goto out;
7929         }
7930
7931 out:
7932         free_recorded_refs(sctx);
7933         return ret;
7934 }
7935
7936 /*
7937  * If orphan cleanup did remove any orphans from a root, it means the tree
7938  * was modified and therefore the commit root is not the same as the current
7939  * root anymore. This is a problem, because send uses the commit root and
7940  * therefore can see inode items that don't exist in the current root anymore,
7941  * and for example make calls to btrfs_iget, which will do tree lookups based
7942  * on the current root and not on the commit root. Those lookups will fail,
7943  * returning a -ESTALE error, and making send fail with that error. So make
7944  * sure a send does not see any orphans we have just removed, and that it will
7945  * see the same inodes regardless of whether a transaction commit happened
7946  * before it started (meaning that the commit root will be the same as the
7947  * current root) or not.
7948  */
7949 static int ensure_commit_roots_uptodate(struct send_ctx *sctx)
7950 {
7951         int i;
7952         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
7953
7954 again:
7955         if (sctx->parent_root &&
7956             sctx->parent_root->node != sctx->parent_root->commit_root)
7957                 goto commit_trans;
7958
7959         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++)
7960                 if (sctx->clone_roots[i].root->node !=
7961                     sctx->clone_roots[i].root->commit_root)
7962                         goto commit_trans;
7963
7964         if (trans)
7965                 return btrfs_end_transaction(trans);
7966
7967         return 0;
7968
7969 commit_trans:
7970         /* Use any root, all fs roots will get their commit roots updated. */
7971         if (!trans) {
7972                 trans = btrfs_join_transaction(sctx->send_root);
7973                 if (IS_ERR(trans))
7974                         return PTR_ERR(trans);
7975                 goto again;
7976         }
7977
7978         return btrfs_commit_transaction(trans);
7979 }
7980
7981 /*
7982  * Make sure any existing dellaloc is flushed for any root used by a send
7983  * operation so that we do not miss any data and we do not race with writeback
7984  * finishing and changing a tree while send is using the tree. This could
7985  * happen if a subvolume is in RW mode, has delalloc, is turned to RO mode and
7986  * a send operation then uses the subvolume.
7987  * After flushing delalloc ensure_commit_roots_uptodate() must be called.
7988  */
7989 static int flush_delalloc_roots(struct send_ctx *sctx)
7990 {
7991         struct btrfs_root *root = sctx->parent_root;
7992         int ret;
7993         int i;
7994
7995         if (root) {
7996                 ret = btrfs_start_delalloc_snapshot(root, false);
7997                 if (ret)
7998                         return ret;
7999                 btrfs_wait_ordered_extents(root, U64_MAX, 0, U64_MAX);
8000         }
8001
8002         for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
8003                 root = sctx->clone_roots[i].root;
8004                 ret = btrfs_start_delalloc_snapshot(root, false);
8005                 if (ret)
8006                         return ret;
8007                 btrfs_wait_ordered_extents(root, U64_MAX, 0, U64_MAX);
8008         }
8009
8010         return 0;
8011 }
8012
8013 static void btrfs_root_dec_send_in_progress(struct btrfs_root* root)
8014 {
8015         spin_lock(&root->root_item_lock);
8016         root->send_in_progress--;
8017         /*
8018          * Not much left to do, we don't know why it's unbalanced and
8019          * can't blindly reset it to 0.
8020          */
8021         if (root->send_in_progress < 0)
8022                 btrfs_err(root->fs_info,
8023                           "send_in_progress unbalanced %d root %llu",
8024                           root->send_in_progress, root->root_key.objectid);
8025         spin_unlock(&root->root_item_lock);
8026 }
8027
8028 static void dedupe_in_progress_warn(const struct btrfs_root *root)
8029 {
8030         btrfs_warn_rl(root->fs_info,
8031 "cannot use root %llu for send while deduplications on it are in progress (%d in progress)",
8032                       root->root_key.objectid, root->dedupe_in_progress);
8033 }
8034
8035 long btrfs_ioctl_send(struct inode *inode, struct btrfs_ioctl_send_args *arg)
8036 {
8037         int ret = 0;
8038         struct btrfs_root *send_root = BTRFS_I(inode)->root;
8039         struct btrfs_fs_info *fs_info = send_root->fs_info;
8040         struct btrfs_root *clone_root;
8041         struct send_ctx *sctx = NULL;
8042         u32 i;
8043         u64 *clone_sources_tmp = NULL;
8044         int clone_sources_to_rollback = 0;
8045         size_t alloc_size;
8046         int sort_clone_roots = 0;
8047
8048         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
8049                 return -EPERM;
8050
8051         /*
8052          * The subvolume must remain read-only during send, protect against
8053          * making it RW. This also protects against deletion.
8054          */
8055         spin_lock(&send_root->root_item_lock);
8056         if (btrfs_root_readonly(send_root) && send_root->dedupe_in_progress) {
8057                 dedupe_in_progress_warn(send_root);
8058                 spin_unlock(&send_root->root_item_lock);
8059                 return -EAGAIN;
8060         }
8061         send_root->send_in_progress++;
8062         spin_unlock(&send_root->root_item_lock);
8063
8064         /*
8065          * Userspace tools do the checks and warn the user if it's
8066          * not RO.
8067          */
8068         if (!btrfs_root_readonly(send_root)) {
8069                 ret = -EPERM;
8070                 goto out;
8071         }
8072
8073         /*
8074          * Check that we don't overflow at later allocations, we request
8075          * clone_sources_count + 1 items, and compare to unsigned long inside
8076          * access_ok.
8077          */
8078         if (arg->clone_sources_count >
8079             ULONG_MAX / sizeof(struct clone_root) - 1) {
8080                 ret = -EINVAL;
8081                 goto out;
8082         }
8083
8084         if (arg->flags & ~BTRFS_SEND_FLAG_MASK) {
8085                 ret = -EINVAL;
8086                 goto out;
8087         }
8088
8089         sctx = kzalloc(sizeof(struct send_ctx), GFP_KERNEL);
8090         if (!sctx) {
8091                 ret = -ENOMEM;
8092                 goto out;
8093         }
8094
8095         INIT_LIST_HEAD(&sctx->new_refs);
8096         INIT_LIST_HEAD(&sctx->deleted_refs);
8097         INIT_RADIX_TREE(&sctx->name_cache, GFP_KERNEL);
8098         INIT_LIST_HEAD(&sctx->name_cache_list);
8099
8100         INIT_LIST_HEAD(&sctx->backref_cache.lru_list);
8101         mt_init(&sctx->backref_cache.entries);
8102
8103         sctx->flags = arg->flags;
8104
8105         if (arg->flags & BTRFS_SEND_FLAG_VERSION) {
8106                 if (arg->version > BTRFS_SEND_STREAM_VERSION) {
8107                         ret = -EPROTO;
8108                         goto out;
8109                 }
8110                 /* Zero means "use the highest version" */
8111                 sctx->proto = arg->version ?: BTRFS_SEND_STREAM_VERSION;
8112         } else {
8113                 sctx->proto = 1;
8114         }
8115         if ((arg->flags & BTRFS_SEND_FLAG_COMPRESSED) && sctx->proto < 2) {
8116                 ret = -EINVAL;
8117                 goto out;
8118         }
8119
8120         sctx->send_filp = fget(arg->send_fd);
8121         if (!sctx->send_filp) {
8122                 ret = -EBADF;
8123                 goto out;
8124         }
8125
8126         sctx->send_root = send_root;
8127         /*
8128          * Unlikely but possible, if the subvolume is marked for deletion but
8129          * is slow to remove the directory entry, send can still be started
8130          */
8131         if (btrfs_root_dead(sctx->send_root)) {
8132                 ret = -EPERM;
8133                 goto out;
8134         }
8135
8136         sctx->clone_roots_cnt = arg->clone_sources_count;
8137
8138         if (sctx->proto >= 2) {
8139                 u32 send_buf_num_pages;
8140
8141                 sctx->send_max_size = BTRFS_SEND_BUF_SIZE_V2;
8142                 sctx->send_buf = vmalloc(sctx->send_max_size);
8143                 if (!sctx->send_buf) {
8144                         ret = -ENOMEM;
8145                         goto out;
8146                 }
8147                 send_buf_num_pages = sctx->send_max_size >> PAGE_SHIFT;
8148                 sctx->send_buf_pages = kcalloc(send_buf_num_pages,
8149                                                sizeof(*sctx->send_buf_pages),
8150                                                GFP_KERNEL);
8151                 if (!sctx->send_buf_pages) {
8152                         ret = -ENOMEM;
8153                         goto out;
8154                 }
8155                 for (i = 0; i < send_buf_num_pages; i++) {
8156                         sctx->send_buf_pages[i] =
8157                                 vmalloc_to_page(sctx->send_buf + (i << PAGE_SHIFT));
8158                 }
8159         } else {
8160                 sctx->send_max_size = BTRFS_SEND_BUF_SIZE_V1;
8161                 sctx->send_buf = kvmalloc(sctx->send_max_size, GFP_KERNEL);
8162         }
8163         if (!sctx->send_buf) {
8164                 ret = -ENOMEM;
8165                 goto out;
8166         }
8167
8168         sctx->pending_dir_moves = RB_ROOT;
8169         sctx->waiting_dir_moves = RB_ROOT;
8170         sctx->orphan_dirs = RB_ROOT;
8171         sctx->rbtree_new_refs = RB_ROOT;
8172         sctx->rbtree_deleted_refs = RB_ROOT;
8173
8174         sctx->clone_roots = kvcalloc(sizeof(*sctx->clone_roots),
8175                                      arg->clone_sources_count + 1,
8176                                      GFP_KERNEL);
8177         if (!sctx->clone_roots) {
8178                 ret = -ENOMEM;
8179                 goto out;
8180         }
8181
8182         alloc_size = array_size(sizeof(*arg->clone_sources),
8183                                 arg->clone_sources_count);
8184
8185         if (arg->clone_sources_count) {
8186                 clone_sources_tmp = kvmalloc(alloc_size, GFP_KERNEL);
8187                 if (!clone_sources_tmp) {
8188                         ret = -ENOMEM;
8189                         goto out;
8190                 }
8191
8192                 ret = copy_from_user(clone_sources_tmp, arg->clone_sources,
8193                                 alloc_size);
8194                 if (ret) {
8195                         ret = -EFAULT;
8196                         goto out;
8197                 }
8198
8199                 for (i = 0; i < arg->clone_sources_count; i++) {
8200                         clone_root = btrfs_get_fs_root(fs_info,
8201                                                 clone_sources_tmp[i], true);
8202                         if (IS_ERR(clone_root)) {
8203                                 ret = PTR_ERR(clone_root);
8204                                 goto out;
8205                         }
8206                         spin_lock(&clone_root->root_item_lock);
8207                         if (!btrfs_root_readonly(clone_root) ||
8208                             btrfs_root_dead(clone_root)) {
8209                                 spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8210                                 btrfs_put_root(clone_root);
8211                                 ret = -EPERM;
8212                                 goto out;
8213                         }
8214                         if (clone_root->dedupe_in_progress) {
8215                                 dedupe_in_progress_warn(clone_root);
8216                                 spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8217                                 btrfs_put_root(clone_root);
8218                                 ret = -EAGAIN;
8219                                 goto out;
8220                         }
8221                         clone_root->send_in_progress++;
8222                         spin_unlock(&clone_root->root_item_lock);
8223
8224                         sctx->clone_roots[i].root = clone_root;
8225                         clone_sources_to_rollback = i + 1;
8226                 }
8227                 kvfree(clone_sources_tmp);
8228                 clone_sources_tmp = NULL;
8229         }
8230
8231         if (arg->parent_root) {
8232                 sctx->parent_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, arg->parent_root,
8233                                                       true);
8234                 if (IS_ERR(sctx->parent_root)) {
8235                         ret = PTR_ERR(sctx->parent_root);
8236                         goto out;
8237                 }
8238
8239                 spin_lock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8240                 sctx->parent_root->send_in_progress++;
8241                 if (!btrfs_root_readonly(sctx->parent_root) ||
8242                                 btrfs_root_dead(sctx->parent_root)) {
8243                         spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8244                         ret = -EPERM;
8245                         goto out;
8246                 }
8247                 if (sctx->parent_root->dedupe_in_progress) {
8248                         dedupe_in_progress_warn(sctx->parent_root);
8249                         spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8250                         ret = -EAGAIN;
8251                         goto out;
8252                 }
8253                 spin_unlock(&sctx->parent_root->root_item_lock);
8254         }
8255
8256         /*
8257          * Clones from send_root are allowed, but only if the clone source
8258          * is behind the current send position. This is checked while searching
8259          * for possible clone sources.
8260          */
8261         sctx->clone_roots[sctx->clone_roots_cnt++].root =
8262                 btrfs_grab_root(sctx->send_root);
8263
8264         /* We do a bsearch later */
8265         sort(sctx->clone_roots, sctx->clone_roots_cnt,
8266                         sizeof(*sctx->clone_roots), __clone_root_cmp_sort,
8267                         NULL);
8268         sort_clone_roots = 1;
8269
8270         ret = flush_delalloc_roots(sctx);
8271         if (ret)
8272                 goto out;
8273
8274         ret = ensure_commit_roots_uptodate(sctx);
8275         if (ret)
8276                 goto out;
8277
8278         ret = send_subvol(sctx);
8279         if (ret < 0)
8280                 goto out;
8281
8282         if (!(sctx->flags & BTRFS_SEND_FLAG_OMIT_END_CMD)) {
8283                 ret = begin_cmd(sctx, BTRFS_SEND_C_END);
8284                 if (ret < 0)
8285                         goto out;
8286                 ret = send_cmd(sctx);
8287                 if (ret < 0)
8288                         goto out;
8289         }
8290
8291 out:
8292         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->pending_dir_moves));
8293         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->pending_dir_moves)) {
8294                 struct rb_node *n;
8295                 struct pending_dir_move *pm;
8296
8297                 n = rb_first(&sctx->pending_dir_moves);
8298                 pm = rb_entry(n, struct pending_dir_move, node);
8299                 while (!list_empty(&pm->list)) {
8300                         struct pending_dir_move *pm2;
8301
8302                         pm2 = list_first_entry(&pm->list,
8303                                                struct pending_dir_move, list);
8304                         free_pending_move(sctx, pm2);
8305                 }
8306                 free_pending_move(sctx, pm);
8307         }
8308
8309         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves));
8310         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->waiting_dir_moves)) {
8311                 struct rb_node *n;
8312                 struct waiting_dir_move *dm;
8313
8314                 n = rb_first(&sctx->waiting_dir_moves);
8315                 dm = rb_entry(n, struct waiting_dir_move, node);
8316                 rb_erase(&dm->node, &sctx->waiting_dir_moves);
8317                 kfree(dm);
8318         }
8319
8320         WARN_ON(sctx && !ret && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->orphan_dirs));
8321         while (sctx && !RB_EMPTY_ROOT(&sctx->orphan_dirs)) {
8322                 struct rb_node *n;
8323                 struct orphan_dir_info *odi;
8324
8325                 n = rb_first(&sctx->orphan_dirs);
8326                 odi = rb_entry(n, struct orphan_dir_info, node);
8327                 free_orphan_dir_info(sctx, odi);
8328         }
8329
8330         if (sort_clone_roots) {
8331                 for (i = 0; i < sctx->clone_roots_cnt; i++) {
8332                         btrfs_root_dec_send_in_progress(
8333                                         sctx->clone_roots[i].root);
8334                         btrfs_put_root(sctx->clone_roots[i].root);
8335                 }
8336         } else {
8337                 for (i = 0; sctx && i < clone_sources_to_rollback; i++) {
8338                         btrfs_root_dec_send_in_progress(
8339                                         sctx->clone_roots[i].root);
8340                         btrfs_put_root(sctx->clone_roots[i].root);
8341                 }
8342
8343                 btrfs_root_dec_send_in_progress(send_root);
8344         }
8345         if (sctx && !IS_ERR_OR_NULL(sctx->parent_root)) {
8346                 btrfs_root_dec_send_in_progress(sctx->parent_root);
8347                 btrfs_put_root(sctx->parent_root);
8348         }
8349
8350         kvfree(clone_sources_tmp);
8351
8352         if (sctx) {
8353                 if (sctx->send_filp)
8354                         fput(sctx->send_filp);
8355
8356                 kvfree(sctx->clone_roots);
8357                 kfree(sctx->send_buf_pages);
8358                 kvfree(sctx->send_buf);
8359                 kvfree(sctx->verity_descriptor);
8360
8361                 name_cache_free(sctx);
8362
8363                 close_current_inode(sctx);
8364
8365                 empty_backref_cache(sctx);
8366
8367                 kfree(sctx);
8368         }
8369
8370         return ret;
8371 }