Quelle  qgroup.c

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (C) 2011 STRATO.  All rights reserved.
 */

#include <linux/sched.h>
#include <linux/pagemap.h>
#include <linux/writeback.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/rbtree.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/btrfs.h>
#include <linux/sched/mm.h>

#include "ctree.h"
#include "transaction.h"
#include "disk-io.h"
#include "locking.h"
#include "ulist.h"
#include "backref.h"
#include "extent_io.h"
#include "qgroup.h"
#include "block-group.h"
#include "sysfs.h"
#include "tree-mod-log.h"
#include "fs.h"
#include "accessors.h"
#include "extent-tree.h"
#include "root-tree.h"
#include "tree-checker.h"

enum btrfs_qgroup_mode btrfs_qgroup_mode(const struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 if (!test_bit(BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED, &fs_info->flags))
  return BTRFS_QGROUP_MODE_DISABLED;
 if (fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_SIMPLE_MODE)
  return BTRFS_QGROUP_MODE_SIMPLE;
 return BTRFS_QGROUP_MODE_FULL;
}

bool btrfs_qgroup_enabled(const struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 return btrfs_qgroup_mode(fs_info) != BTRFS_QGROUP_MODE_DISABLED;
}

bool btrfs_qgroup_full_accounting(const struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 return btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_FULL;
}

/*
 * Helpers to access qgroup reservation
 *
 * Callers should ensure the lock context and type are valid
 */

static u64 qgroup_rsv_total(const struct btrfs_qgroup *qgroup)
{
 u64 ret = 0;
 int i;

 for (i = 0; i < BTRFS_QGROUP_RSV_LAST; i++)
  ret += qgroup->rsv.values[i];

 return ret;
}

#ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
static const char *qgroup_rsv_type_str(enum btrfs_qgroup_rsv_type type)
{
 if (type == BTRFS_QGROUP_RSV_DATA)
  return "data";
 if (type == BTRFS_QGROUP_RSV_META_PERTRANS)
  return "meta_pertrans";
 if (type == BTRFS_QGROUP_RSV_META_PREALLOC)
  return "meta_prealloc";
 return NULL;
}
#endif

static void qgroup_rsv_add(struct btrfs_fs_info *fs_info,
      struct btrfs_qgroup *qgroup, u64 num_bytes,
      enum btrfs_qgroup_rsv_type type)
{
 trace_btrfs_qgroup_update_reserve(fs_info, qgroup, num_bytes, type);
 qgroup->rsv.values[type] += num_bytes;
}

static void qgroup_rsv_release(struct btrfs_fs_info *fs_info,
          struct btrfs_qgroup *qgroup, u64 num_bytes,
          enum btrfs_qgroup_rsv_type type)
{
 trace_btrfs_qgroup_update_reserve(fs_info, qgroup, -(s64)num_bytes, type);
 if (qgroup->rsv.values[type] >= num_bytes) {
  qgroup->rsv.values[type] -= num_bytes;
  return;
 }
#ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
 WARN_RATELIMIT(1,
  "qgroup %llu %s reserved space underflow, have %llu to free %llu",
  qgroup->qgroupid, qgroup_rsv_type_str(type),
  qgroup->rsv.values[type], num_bytes);
#endif
 qgroup->rsv.values[type] = 0;
}

static void qgroup_rsv_add_by_qgroup(struct btrfs_fs_info *fs_info,
         struct btrfs_qgroup *dest,
         const struct btrfs_qgroup *src)
{
 int i;

 for (i = 0; i < BTRFS_QGROUP_RSV_LAST; i++)
  qgroup_rsv_add(fs_info, dest, src->rsv.values[i], i);
}

static void qgroup_rsv_release_by_qgroup(struct btrfs_fs_info *fs_info,
      struct btrfs_qgroup *dest,
      const struct btrfs_qgroup *src)
{
 int i;

 for (i = 0; i < BTRFS_QGROUP_RSV_LAST; i++)
  qgroup_rsv_release(fs_info, dest, src->rsv.values[i], i);
}

static void btrfs_qgroup_update_old_refcnt(struct btrfs_qgroup *qg, u64 seq,
        int mod)
{
 if (qg->old_refcnt < seq)
  qg->old_refcnt = seq;
 qg->old_refcnt += mod;
}

static void btrfs_qgroup_update_new_refcnt(struct btrfs_qgroup *qg, u64 seq,
        int mod)
{
 if (qg->new_refcnt < seq)
  qg->new_refcnt = seq;
 qg->new_refcnt += mod;
}

static inline u64 btrfs_qgroup_get_old_refcnt(const struct btrfs_qgroup *qg, u64 seq)
{
 if (qg->old_refcnt < seq)
  return 0;
 return qg->old_refcnt - seq;
}

static inline u64 btrfs_qgroup_get_new_refcnt(const struct btrfs_qgroup *qg, u64 seq)
{
 if (qg->new_refcnt < seq)
  return 0;
 return qg->new_refcnt - seq;
}

static int
qgroup_rescan_init(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 progress_objectid,
     int init_flags);
static void qgroup_rescan_zero_tracking(struct btrfs_fs_info *fs_info);

static int btrfs_qgroup_qgroupid_key_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
{
 const u64 *qgroupid = key;
 const struct btrfs_qgroup *qgroup = rb_entry(node, struct btrfs_qgroup, node);

 if (qgroup->qgroupid < *qgroupid)
  return -1;
 else if (qgroup->qgroupid > *qgroupid)
  return 1;

 return 0;
}

/* must be called with qgroup_ioctl_lock held */
static struct btrfs_qgroup *find_qgroup_rb(const struct btrfs_fs_info *fs_info,
        u64 qgroupid)
{
 struct rb_node *node;

 node = rb_find(&qgroupid, &fs_info->qgroup_tree, btrfs_qgroup_qgroupid_key_cmp);
 return rb_entry_safe(node, struct btrfs_qgroup, node);
}

static int btrfs_qgroup_qgroupid_cmp(struct rb_node *new, const struct rb_node *existing)
{
 const struct btrfs_qgroup *new_qgroup = rb_entry(new, struct btrfs_qgroup, node);

 return btrfs_qgroup_qgroupid_key_cmp(&new_qgroup->qgroupid, existing);
}

/*
 * Add qgroup to the filesystem's qgroup tree.
 *
 * Must be called with qgroup_lock held and @prealloc preallocated.
 *
 * The control on the lifespan of @prealloc would be transferred to this
 * function, thus caller should no longer touch @prealloc.
 */
static struct btrfs_qgroup *add_qgroup_rb(struct btrfs_fs_info *fs_info,
       struct btrfs_qgroup *prealloc,
       u64 qgroupid)
{
 struct rb_node *node;

 /* Caller must have pre-allocated @prealloc. */
 ASSERT(prealloc);

 prealloc->qgroupid = qgroupid;
 node = rb_find_add(&prealloc->node, &fs_info->qgroup_tree, btrfs_qgroup_qgroupid_cmp);
 if (node) {
  kfree(prealloc);
  return rb_entry(node, struct btrfs_qgroup, node);
 }

 INIT_LIST_HEAD(&prealloc->groups);
 INIT_LIST_HEAD(&prealloc->members);
 INIT_LIST_HEAD(&prealloc->dirty);
 INIT_LIST_HEAD(&prealloc->iterator);
 INIT_LIST_HEAD(&prealloc->nested_iterator);

 return prealloc;
}

static void __del_qgroup_rb(struct btrfs_qgroup *qgroup)
{
 struct btrfs_qgroup_list *list;

 list_del(&qgroup->dirty);
 while (!list_empty(&qgroup->groups)) {
  list = list_first_entry(&qgroup->groups,
     struct btrfs_qgroup_list, next_group);
  list_del(&list->next_group);
  list_del(&list->next_member);
  kfree(list);
 }

 while (!list_empty(&qgroup->members)) {
  list = list_first_entry(&qgroup->members,
     struct btrfs_qgroup_list, next_member);
  list_del(&list->next_group);
  list_del(&list->next_member);
  kfree(list);
 }
}

/* must be called with qgroup_lock held */
static int del_qgroup_rb(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 qgroupid)
{
 struct btrfs_qgroup *qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, qgroupid);

 if (!qgroup)
  return -ENOENT;

 rb_erase(&qgroup->node, &fs_info->qgroup_tree);
 __del_qgroup_rb(qgroup);
 return 0;
}

/*
 * Add relation specified by two qgroups.
 *
 * Must be called with qgroup_lock held, the ownership of @prealloc is
 * transferred to this function and caller should not touch it anymore.
 *
 * Return: 0        on success
 *         -ENOENT  if one of the qgroups is NULL
 *         <0       other errors
 */
static int __add_relation_rb(struct btrfs_qgroup_list *prealloc,
        struct btrfs_qgroup *member,
        struct btrfs_qgroup *parent)
{
 if (!member || !parent) {
  kfree(prealloc);
  return -ENOENT;
 }

 prealloc->group = parent;
 prealloc->member = member;
 list_add_tail(&prealloc->next_group, &member->groups);
 list_add_tail(&prealloc->next_member, &parent->members);

 return 0;
}

/*
 * Add relation specified by two qgroup ids.
 *
 * Must be called with qgroup_lock held.
 *
 * Return: 0        on success
 *         -ENOENT  if one of the ids does not exist
 *         <0       other errors
 */
static int add_relation_rb(struct btrfs_fs_info *fs_info,
      struct btrfs_qgroup_list *prealloc,
      u64 memberid, u64 parentid)
{
 struct btrfs_qgroup *member;
 struct btrfs_qgroup *parent;

 member = find_qgroup_rb(fs_info, memberid);
 parent = find_qgroup_rb(fs_info, parentid);

 return __add_relation_rb(prealloc, member, parent);
}

/* Must be called with qgroup_lock held */
static int del_relation_rb(struct btrfs_fs_info *fs_info,
      u64 memberid, u64 parentid)
{
 struct btrfs_qgroup *member;
 struct btrfs_qgroup *parent;
 struct btrfs_qgroup_list *list;

 member = find_qgroup_rb(fs_info, memberid);
 parent = find_qgroup_rb(fs_info, parentid);
 if (!member || !parent)
  return -ENOENT;

 list_for_each_entry(list, &member->groups, next_group) {
  if (list->group == parent) {
   list_del(&list->next_group);
   list_del(&list->next_member);
   kfree(list);
   return 0;
  }
 }
 return -ENOENT;
}

#ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
int btrfs_verify_qgroup_counts(const struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 qgroupid,
          u64 rfer, u64 excl)
{
 struct btrfs_qgroup *qgroup;

 qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, qgroupid);
 if (!qgroup)
  return -EINVAL;
 if (qgroup->rfer != rfer || qgroup->excl != excl)
  return -EINVAL;
 return 0;
}
#endif

__printf(2, 3)
static void qgroup_mark_inconsistent(struct btrfs_fs_info *fs_info, const char *fmt, ...)
{
 const u64 old_flags = fs_info->qgroup_flags;

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_SIMPLE)
  return;
 fs_info->qgroup_flags |= (BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_INCONSISTENT |
      BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_CANCEL_RESCAN |
      BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_NO_ACCOUNTING);
 if (!(old_flags & BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_INCONSISTENT)) {
  struct va_format vaf;
  va_list args;

  va_start(args, fmt);
  vaf.fmt = fmt;
  vaf.va = &args;

  btrfs_warn_rl(fs_info, "qgroup marked inconsistent, %pV", &vaf);
  va_end(args);
 }
}

static void qgroup_read_enable_gen(struct btrfs_fs_info *fs_info,
       struct extent_buffer *leaf, int slot,
       struct btrfs_qgroup_status_item *ptr)
{
 ASSERT(btrfs_fs_incompat(fs_info, SIMPLE_QUOTA));
 ASSERT(btrfs_item_size(leaf, slot) >= sizeof(*ptr));
 fs_info->qgroup_enable_gen = btrfs_qgroup_status_enable_gen(leaf, ptr);
}

/*
 * The full config is read in one go, only called from open_ctree()
 * It doesn't use any locking, as at this point we're still single-threaded
 */
int btrfs_read_qgroup_config(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct btrfs_key key;
 struct btrfs_key found_key;
 struct btrfs_root *quota_root = fs_info->quota_root;
 struct btrfs_path *path = NULL;
 struct extent_buffer *l;
 int slot;
 int ret = 0;
 u64 flags = 0;
 u64 rescan_progress = 0;

 if (!fs_info->quota_root)
  return 0;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 ret = btrfs_sysfs_add_qgroups(fs_info);
 if (ret < 0)
  goto out;
 /* default this to quota off, in case no status key is found */
 fs_info->qgroup_flags = 0;

 /*
 * pass 1: read status, all qgroup infos and limits
 */
 key.objectid = 0;
 key.type = 0;
 key.offset = 0;
 ret = btrfs_search_slot_for_read(quota_root, &key, path, 1, 1);
 if (ret)
  goto out;

 while (1) {
  struct btrfs_qgroup *qgroup;

  slot = path->slots[0];
  l = path->nodes[0];
  btrfs_item_key_to_cpu(l, &found_key, slot);

  if (found_key.type == BTRFS_QGROUP_STATUS_KEY) {
   struct btrfs_qgroup_status_item *ptr;

   ptr = btrfs_item_ptr(l, slot,
          struct btrfs_qgroup_status_item);

   if (btrfs_qgroup_status_version(l, ptr) !=
       BTRFS_QGROUP_STATUS_VERSION) {
    btrfs_err(fs_info,
     "old qgroup version, quota disabled");
    goto out;
   }
   fs_info->qgroup_flags = btrfs_qgroup_status_flags(l, ptr);
   if (fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_SIMPLE_MODE)
    qgroup_read_enable_gen(fs_info, l, slot, ptr);
   else if (btrfs_qgroup_status_generation(l, ptr) != fs_info->generation)
    qgroup_mark_inconsistent(fs_info, "qgroup generation mismatch");
   rescan_progress = btrfs_qgroup_status_rescan(l, ptr);
   goto next1;
  }

  if (found_key.type != BTRFS_QGROUP_INFO_KEY &&
      found_key.type != BTRFS_QGROUP_LIMIT_KEY)
   goto next1;

  qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, found_key.offset);
  if ((qgroup && found_key.type == BTRFS_QGROUP_INFO_KEY) ||
      (!qgroup && found_key.type == BTRFS_QGROUP_LIMIT_KEY))
   qgroup_mark_inconsistent(fs_info, "inconsistent qgroup config");
  if (!qgroup) {
   struct btrfs_qgroup *prealloc;
   struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;

   prealloc = kzalloc(sizeof(*prealloc), GFP_KERNEL);
   if (!prealloc) {
    ret = -ENOMEM;
    goto out;
   }
   qgroup = add_qgroup_rb(fs_info, prealloc, found_key.offset);
   /*
 * If a qgroup exists for a subvolume ID, it is possible
 * that subvolume has been deleted, in which case
 * reusing that ID would lead to incorrect accounting.
 *
 * Ensure that we skip any such subvol ids.
 *
 * We don't need to lock because this is only called
 * during mount before we start doing things like creating
 * subvolumes.
 */
   if (btrfs_is_fstree(qgroup->qgroupid) &&
       qgroup->qgroupid > tree_root->free_objectid)
    /*
 * Don't need to check against BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID,
 * as it will get checked on the next call to
 * btrfs_get_free_objectid.
 */
    tree_root->free_objectid = qgroup->qgroupid + 1;
  }
  ret = btrfs_sysfs_add_one_qgroup(fs_info, qgroup);
  if (ret < 0)
   goto out;

  switch (found_key.type) {
  case BTRFS_QGROUP_INFO_KEY: {
   struct btrfs_qgroup_info_item *ptr;

   ptr = btrfs_item_ptr(l, slot,
          struct btrfs_qgroup_info_item);
   qgroup->rfer = btrfs_qgroup_info_rfer(l, ptr);
   qgroup->rfer_cmpr = btrfs_qgroup_info_rfer_cmpr(l, ptr);
   qgroup->excl = btrfs_qgroup_info_excl(l, ptr);
   qgroup->excl_cmpr = btrfs_qgroup_info_excl_cmpr(l, ptr);
   /* generation currently unused */
   break;
  }
  case BTRFS_QGROUP_LIMIT_KEY: {
   struct btrfs_qgroup_limit_item *ptr;

   ptr = btrfs_item_ptr(l, slot,
          struct btrfs_qgroup_limit_item);
   qgroup->lim_flags = btrfs_qgroup_limit_flags(l, ptr);
   qgroup->max_rfer = btrfs_qgroup_limit_max_rfer(l, ptr);
   qgroup->max_excl = btrfs_qgroup_limit_max_excl(l, ptr);
   qgroup->rsv_rfer = btrfs_qgroup_limit_rsv_rfer(l, ptr);
   qgroup->rsv_excl = btrfs_qgroup_limit_rsv_excl(l, ptr);
   break;
  }
  }
next1:
  ret = btrfs_next_item(quota_root, path);
  if (ret < 0)
   goto out;
  if (ret)
   break;
 }
 btrfs_release_path(path);

 /*
 * pass 2: read all qgroup relations
 */
 key.objectid = 0;
 key.type = BTRFS_QGROUP_RELATION_KEY;
 key.offset = 0;
 ret = btrfs_search_slot_for_read(quota_root, &key, path, 1, 0);
 if (ret)
  goto out;
 while (1) {
  struct btrfs_qgroup_list *list = NULL;

  slot = path->slots[0];
  l = path->nodes[0];
  btrfs_item_key_to_cpu(l, &found_key, slot);

  if (found_key.type != BTRFS_QGROUP_RELATION_KEY)
   goto next2;

  if (found_key.objectid > found_key.offset) {
   /* parent <- member, not needed to build config */
   /* FIXME should we omit the key completely? */
   goto next2;
  }

  list = kzalloc(sizeof(*list), GFP_KERNEL);
  if (!list) {
   ret = -ENOMEM;
   goto out;
  }
  ret = add_relation_rb(fs_info, list, found_key.objectid,
          found_key.offset);
  list = NULL;
  if (ret == -ENOENT) {
   btrfs_warn(fs_info,
    "orphan qgroup relation 0x%llx->0x%llx",
    found_key.objectid, found_key.offset);
   ret = 0; /* ignore the error */
  }
  if (ret)
   goto out;
next2:
  ret = btrfs_next_item(quota_root, path);
  if (ret < 0)
   goto out;
  if (ret)
   break;
 }
out:
 btrfs_free_path(path);
 fs_info->qgroup_flags |= flags;
 if (ret >= 0) {
  if (fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_ON)
   set_bit(BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED, &fs_info->flags);
  if (fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_RESCAN)
   ret = qgroup_rescan_init(fs_info, rescan_progress, 0);
 } else {
  fs_info->qgroup_flags &= ~BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_RESCAN;
  btrfs_sysfs_del_qgroups(fs_info);
 }

 return ret < 0 ? ret : 0;
}

/*
 * Called in close_ctree() when quota is still enabled.  This verifies we don't
 * leak some reserved space.
 *
 * Return false if no reserved space is left.
 * Return true if some reserved space is leaked.
 */
bool btrfs_check_quota_leak(const struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct rb_node *node;
 bool ret = false;

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_DISABLED)
  return ret;
 /*
 * Since we're unmounting, there is no race and no need to grab qgroup
 * lock.  And here we don't go post-order to provide a more user
 * friendly sorted result.
 */
 for (node = rb_first(&fs_info->qgroup_tree); node; node = rb_next(node)) {
  struct btrfs_qgroup *qgroup;
  int i;

  qgroup = rb_entry(node, struct btrfs_qgroup, node);
  for (i = 0; i < BTRFS_QGROUP_RSV_LAST; i++) {
   if (qgroup->rsv.values[i]) {
    ret = true;
    btrfs_warn(fs_info,
  "qgroup %hu/%llu has unreleased space, type %d rsv %llu",
       btrfs_qgroup_level(qgroup->qgroupid),
       btrfs_qgroup_subvolid(qgroup->qgroupid),
       i, qgroup->rsv.values[i]);
   }
  }
 }
 return ret;
}

/*
 * This is called from close_ctree() or open_ctree() or btrfs_quota_disable(),
 * first two are in single-threaded paths.
 */
void btrfs_free_qgroup_config(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct rb_node *n;
 struct btrfs_qgroup *qgroup;

 /*
 * btrfs_quota_disable() can be called concurrently with
 * btrfs_qgroup_rescan() -> qgroup_rescan_zero_tracking(), so take the
 * lock.
 */
 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 while ((n = rb_first(&fs_info->qgroup_tree))) {
  qgroup = rb_entry(n, struct btrfs_qgroup, node);
  rb_erase(n, &fs_info->qgroup_tree);
  __del_qgroup_rb(qgroup);
  spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
  btrfs_sysfs_del_one_qgroup(fs_info, qgroup);
  kfree(qgroup);
  spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 }
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);

 btrfs_sysfs_del_qgroups(fs_info);
}

static int add_qgroup_relation_item(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 src,
        u64 dst)
{
 int ret;
 struct btrfs_root *quota_root = trans->fs_info->quota_root;
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_key key;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 key.objectid = src;
 key.type = BTRFS_QGROUP_RELATION_KEY;
 key.offset = dst;

 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, quota_root, path, &key, 0);
 btrfs_free_path(path);
 return ret;
}

static int del_qgroup_relation_item(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 src,
        u64 dst)
{
 int ret;
 struct btrfs_root *quota_root = trans->fs_info->quota_root;
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_key key;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 key.objectid = src;
 key.type = BTRFS_QGROUP_RELATION_KEY;
 key.offset = dst;

 ret = btrfs_search_slot(trans, quota_root, &key, path, -1, 1);
 if (ret < 0)
  goto out;

 if (ret > 0) {
  ret = -ENOENT;
  goto out;
 }

 ret = btrfs_del_item(trans, quota_root, path);
out:
 btrfs_free_path(path);
 return ret;
}

static int add_qgroup_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
      struct btrfs_root *quota_root, u64 qgroupid)
{
 int ret;
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_qgroup_info_item *qgroup_info;
 struct btrfs_qgroup_limit_item *qgroup_limit;
 struct extent_buffer *leaf;
 struct btrfs_key key;

 if (btrfs_is_testing(quota_root->fs_info))
  return 0;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 key.objectid = 0;
 key.type = BTRFS_QGROUP_INFO_KEY;
 key.offset = qgroupid;

 /*
 * Avoid a transaction abort by catching -EEXIST here. In that
 * case, we proceed by re-initializing the existing structure
 * on disk.
 */

 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, quota_root, path, &key,
          sizeof(*qgroup_info));
 if (ret && ret != -EEXIST)
  goto out;

 leaf = path->nodes[0];
 qgroup_info = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
     struct btrfs_qgroup_info_item);
 btrfs_set_qgroup_info_generation(leaf, qgroup_info, trans->transid);
 btrfs_set_qgroup_info_rfer(leaf, qgroup_info, 0);
 btrfs_set_qgroup_info_rfer_cmpr(leaf, qgroup_info, 0);
 btrfs_set_qgroup_info_excl(leaf, qgroup_info, 0);
 btrfs_set_qgroup_info_excl_cmpr(leaf, qgroup_info, 0);

 btrfs_release_path(path);

 key.type = BTRFS_QGROUP_LIMIT_KEY;
 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, quota_root, path, &key,
          sizeof(*qgroup_limit));
 if (ret && ret != -EEXIST)
  goto out;

 leaf = path->nodes[0];
 qgroup_limit = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
      struct btrfs_qgroup_limit_item);
 btrfs_set_qgroup_limit_flags(leaf, qgroup_limit, 0);
 btrfs_set_qgroup_limit_max_rfer(leaf, qgroup_limit, 0);
 btrfs_set_qgroup_limit_max_excl(leaf, qgroup_limit, 0);
 btrfs_set_qgroup_limit_rsv_rfer(leaf, qgroup_limit, 0);
 btrfs_set_qgroup_limit_rsv_excl(leaf, qgroup_limit, 0);

 ret = 0;
out:
 btrfs_free_path(path);
 return ret;
}

static int del_qgroup_item(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 qgroupid)
{
 int ret;
 struct btrfs_root *quota_root = trans->fs_info->quota_root;
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_key key;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 key.objectid = 0;
 key.type = BTRFS_QGROUP_INFO_KEY;
 key.offset = qgroupid;
 ret = btrfs_search_slot(trans, quota_root, &key, path, -1, 1);
 if (ret < 0)
  goto out;

 if (ret > 0) {
  ret = -ENOENT;
  goto out;
 }

 ret = btrfs_del_item(trans, quota_root, path);
 if (ret)
  goto out;

 btrfs_release_path(path);

 key.type = BTRFS_QGROUP_LIMIT_KEY;
 ret = btrfs_search_slot(trans, quota_root, &key, path, -1, 1);
 if (ret < 0)
  goto out;

 if (ret > 0) {
  ret = -ENOENT;
  goto out;
 }

 ret = btrfs_del_item(trans, quota_root, path);

out:
 btrfs_free_path(path);
 return ret;
}

static int update_qgroup_limit_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
        struct btrfs_qgroup *qgroup)
{
 struct btrfs_root *quota_root = trans->fs_info->quota_root;
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_key key;
 struct extent_buffer *l;
 struct btrfs_qgroup_limit_item *qgroup_limit;
 int ret;
 int slot;

 key.objectid = 0;
 key.type = BTRFS_QGROUP_LIMIT_KEY;
 key.offset = qgroup->qgroupid;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 ret = btrfs_search_slot(trans, quota_root, &key, path, 0, 1);
 if (ret > 0)
  ret = -ENOENT;

 if (ret)
  goto out;

 l = path->nodes[0];
 slot = path->slots[0];
 qgroup_limit = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_qgroup_limit_item);
 btrfs_set_qgroup_limit_flags(l, qgroup_limit, qgroup->lim_flags);
 btrfs_set_qgroup_limit_max_rfer(l, qgroup_limit, qgroup->max_rfer);
 btrfs_set_qgroup_limit_max_excl(l, qgroup_limit, qgroup->max_excl);
 btrfs_set_qgroup_limit_rsv_rfer(l, qgroup_limit, qgroup->rsv_rfer);
 btrfs_set_qgroup_limit_rsv_excl(l, qgroup_limit, qgroup->rsv_excl);
out:
 btrfs_free_path(path);
 return ret;
}

static int update_qgroup_info_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
       struct btrfs_qgroup *qgroup)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_root *quota_root = fs_info->quota_root;
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_key key;
 struct extent_buffer *l;
 struct btrfs_qgroup_info_item *qgroup_info;
 int ret;
 int slot;

 if (btrfs_is_testing(fs_info))
  return 0;

 key.objectid = 0;
 key.type = BTRFS_QGROUP_INFO_KEY;
 key.offset = qgroup->qgroupid;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 ret = btrfs_search_slot(trans, quota_root, &key, path, 0, 1);
 if (ret > 0)
  ret = -ENOENT;

 if (ret)
  goto out;

 l = path->nodes[0];
 slot = path->slots[0];
 qgroup_info = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_qgroup_info_item);
 btrfs_set_qgroup_info_generation(l, qgroup_info, trans->transid);
 btrfs_set_qgroup_info_rfer(l, qgroup_info, qgroup->rfer);
 btrfs_set_qgroup_info_rfer_cmpr(l, qgroup_info, qgroup->rfer_cmpr);
 btrfs_set_qgroup_info_excl(l, qgroup_info, qgroup->excl);
 btrfs_set_qgroup_info_excl_cmpr(l, qgroup_info, qgroup->excl_cmpr);
out:
 btrfs_free_path(path);
 return ret;
}

static int update_qgroup_status_item(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_root *quota_root = fs_info->quota_root;
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_key key;
 struct extent_buffer *l;
 struct btrfs_qgroup_status_item *ptr;
 int ret;
 int slot;

 key.objectid = 0;
 key.type = BTRFS_QGROUP_STATUS_KEY;
 key.offset = 0;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 ret = btrfs_search_slot(trans, quota_root, &key, path, 0, 1);
 if (ret > 0)
  ret = -ENOENT;

 if (ret)
  goto out;

 l = path->nodes[0];
 slot = path->slots[0];
 ptr = btrfs_item_ptr(l, slot, struct btrfs_qgroup_status_item);
 btrfs_set_qgroup_status_flags(l, ptr, fs_info->qgroup_flags &
          BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAGS_MASK);
 btrfs_set_qgroup_status_generation(l, ptr, trans->transid);
 btrfs_set_qgroup_status_rescan(l, ptr,
    fs_info->qgroup_rescan_progress.objectid);
out:
 btrfs_free_path(path);
 return ret;
}

/*
 * called with qgroup_lock held
 */
static int btrfs_clean_quota_tree(struct btrfs_trans_handle *trans,
      struct btrfs_root *root)
{
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_key key;
 struct extent_buffer *leaf = NULL;
 int ret;
 int nr = 0;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 key.objectid = 0;
 key.type = 0;
 key.offset = 0;

 while (1) {
  ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
  if (ret < 0)
   goto out;
  leaf = path->nodes[0];
  nr = btrfs_header_nritems(leaf);
  if (!nr)
   break;
  /*
 * delete the leaf one by one
 * since the whole tree is going
 * to be deleted.
 */
  path->slots[0] = 0;
  ret = btrfs_del_items(trans, root, path, 0, nr);
  if (ret)
   goto out;

  btrfs_release_path(path);
 }
 ret = 0;
out:
 btrfs_free_path(path);
 return ret;
}

int btrfs_quota_enable(struct btrfs_fs_info *fs_info,
         struct btrfs_ioctl_quota_ctl_args *quota_ctl_args)
{
 struct btrfs_root *quota_root;
 struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
 struct btrfs_path *path = NULL;
 struct btrfs_qgroup_status_item *ptr;
 struct extent_buffer *leaf;
 struct btrfs_key key;
 struct btrfs_key found_key;
 struct btrfs_qgroup *qgroup = NULL;
 struct btrfs_qgroup *prealloc = NULL;
 struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
 const bool simple = (quota_ctl_args->cmd == BTRFS_QUOTA_CTL_ENABLE_SIMPLE_QUOTA);
 int ret = 0;
 int slot;

 /*
 * We need to have subvol_sem write locked, to prevent races between
 * concurrent tasks trying to enable quotas, because we will unlock
 * and relock qgroup_ioctl_lock before setting fs_info->quota_root
 * and before setting BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED.
 */
 lockdep_assert_held_write(&fs_info->subvol_sem);

 if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
  btrfs_err(fs_info,
     "qgroups are currently unsupported in extent tree v2");
  return -EINVAL;
 }

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (fs_info->quota_root)
  goto out;

 ret = btrfs_sysfs_add_qgroups(fs_info);
 if (ret < 0)
  goto out;

 /*
 * Unlock qgroup_ioctl_lock before starting the transaction. This is to
 * avoid lock acquisition inversion problems (reported by lockdep) between
 * qgroup_ioctl_lock and the vfs freeze semaphores, acquired when we
 * start a transaction.
 * After we started the transaction lock qgroup_ioctl_lock again and
 * check if someone else created the quota root in the meanwhile. If so,
 * just return success and release the transaction handle.
 *
 * Also we don't need to worry about someone else calling
 * btrfs_sysfs_add_qgroups() after we unlock and getting an error because
 * that function returns 0 (success) when the sysfs entries already exist.
 */
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);

 /*
 * 1 for quota root item
 * 1 for BTRFS_QGROUP_STATUS item
 *
 * Yet we also need 2*n items for a QGROUP_INFO/QGROUP_LIMIT items
 * per subvolume. However those are not currently reserved since it
 * would be a lot of overkill.
 */
 trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 2);

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (IS_ERR(trans)) {
  ret = PTR_ERR(trans);
  trans = NULL;
  goto out;
 }

 if (fs_info->quota_root)
  goto out;

 /*
 * initially create the quota tree
 */
 quota_root = btrfs_create_tree(trans, BTRFS_QUOTA_TREE_OBJECTID);
 if (IS_ERR(quota_root)) {
  ret =  PTR_ERR(quota_root);
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path) {
  ret = -ENOMEM;
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out_free_root;
 }

 key.objectid = 0;
 key.type = BTRFS_QGROUP_STATUS_KEY;
 key.offset = 0;

 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, quota_root, path, &key,
          sizeof(*ptr));
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out_free_path;
 }

 leaf = path->nodes[0];
 ptr = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
     struct btrfs_qgroup_status_item);
 btrfs_set_qgroup_status_generation(leaf, ptr, trans->transid);
 btrfs_set_qgroup_status_version(leaf, ptr, BTRFS_QGROUP_STATUS_VERSION);
 fs_info->qgroup_flags = BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_ON;
 if (simple) {
  fs_info->qgroup_flags |= BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_SIMPLE_MODE;
  btrfs_set_fs_incompat(fs_info, SIMPLE_QUOTA);
  btrfs_set_qgroup_status_enable_gen(leaf, ptr, trans->transid);
 } else {
  fs_info->qgroup_flags |= BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_INCONSISTENT;
 }
 btrfs_set_qgroup_status_flags(leaf, ptr, fs_info->qgroup_flags &
          BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAGS_MASK);
 btrfs_set_qgroup_status_rescan(leaf, ptr, 0);

 key.objectid = 0;
 key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
 key.offset = 0;

 btrfs_release_path(path);
 ret = btrfs_search_slot_for_read(tree_root, &key, path, 1, 0);
 if (ret > 0)
  goto out_add_root;
 if (ret < 0) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out_free_path;
 }

 while (1) {
  slot = path->slots[0];
  leaf = path->nodes[0];
  btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);

  if (found_key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY) {

   /* Release locks on tree_root before we access quota_root */
   btrfs_release_path(path);

   /* We should not have a stray @prealloc pointer. */
   ASSERT(prealloc == NULL);
   prealloc = kzalloc(sizeof(*prealloc), GFP_NOFS);
   if (!prealloc) {
    ret = -ENOMEM;
    btrfs_abort_transaction(trans, ret);
    goto out_free_path;
   }

   ret = add_qgroup_item(trans, quota_root,
           found_key.offset);
   if (ret) {
    btrfs_abort_transaction(trans, ret);
    goto out_free_path;
   }

   qgroup = add_qgroup_rb(fs_info, prealloc, found_key.offset);
   prealloc = NULL;
   ret = btrfs_sysfs_add_one_qgroup(fs_info, qgroup);
   if (ret < 0) {
    btrfs_abort_transaction(trans, ret);
    goto out_free_path;
   }
   ret = btrfs_search_slot_for_read(tree_root, &found_key,
        path, 1, 0);
   if (ret < 0) {
    btrfs_abort_transaction(trans, ret);
    goto out_free_path;
   }
   if (ret > 0) {
    /*
 * Shouldn't happen, but in case it does we
 * don't need to do the btrfs_next_item, just
 * continue.
 */
    continue;
   }
  }
  ret = btrfs_next_item(tree_root, path);
  if (ret < 0) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto out_free_path;
  }
  if (ret)
   break;
 }

out_add_root:
 btrfs_release_path(path);
 ret = add_qgroup_item(trans, quota_root, BTRFS_FS_TREE_OBJECTID);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out_free_path;
 }

 ASSERT(prealloc == NULL);
 prealloc = kzalloc(sizeof(*prealloc), GFP_NOFS);
 if (!prealloc) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out_free_path;
 }
 qgroup = add_qgroup_rb(fs_info, prealloc, BTRFS_FS_TREE_OBJECTID);
 prealloc = NULL;
 ret = btrfs_sysfs_add_one_qgroup(fs_info, qgroup);
 if (ret < 0) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out_free_path;
 }

 fs_info->qgroup_enable_gen = trans->transid;

 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 /*
 * Commit the transaction while not holding qgroup_ioctl_lock, to avoid
 * a deadlock with tasks concurrently doing other qgroup operations, such
 * adding/removing qgroups or adding/deleting qgroup relations for example,
 * because all qgroup operations first start or join a transaction and then
 * lock the qgroup_ioctl_lock mutex.
 * We are safe from a concurrent task trying to enable quotas, by calling
 * this function, since we are serialized by fs_info->subvol_sem.
 */
 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
 trans = NULL;
 mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (ret)
  goto out_free_path;

 /*
 * Set quota enabled flag after committing the transaction, to avoid
 * deadlocks on fs_info->qgroup_ioctl_lock with concurrent snapshot
 * creation.
 */
 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 fs_info->quota_root = quota_root;
 set_bit(BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED, &fs_info->flags);
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);

 /* Skip rescan for simple qgroups. */
 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_SIMPLE)
  goto out_free_path;

 ret = qgroup_rescan_init(fs_info, 0, 1);
 if (!ret) {
         qgroup_rescan_zero_tracking(fs_info);
  fs_info->qgroup_rescan_running = true;
         btrfs_queue_work(fs_info->qgroup_rescan_workers,
                          &fs_info->qgroup_rescan_work);
 } else {
  /*
 * We have set both BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED and
 * BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_ON, so we can only fail with
 * -EINPROGRESS. That can happen because someone started the
 * rescan worker by calling quota rescan ioctl before we
 * attempted to initialize the rescan worker. Failure due to
 * quotas disabled in the meanwhile is not possible, because
 * we are holding a write lock on fs_info->subvol_sem, which
 * is also acquired when disabling quotas.
 * Ignore such error, and any other error would need to undo
 * everything we did in the transaction we just committed.
 */
  ASSERT(ret == -EINPROGRESS);
  ret = 0;
 }

out_free_path:
 btrfs_free_path(path);
out_free_root:
 if (ret)
  btrfs_put_root(quota_root);
out:
 if (ret)
  btrfs_sysfs_del_qgroups(fs_info);
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (ret && trans)
  btrfs_end_transaction(trans);
 else if (trans)
  ret = btrfs_end_transaction(trans);
 kfree(prealloc);
 return ret;
}

/*
 * It is possible to have outstanding ordered extents which reserved bytes
 * before we disabled. We need to fully flush delalloc, ordered extents, and a
 * commit to ensure that we don't leak such reservations, only to have them
 * come back if we re-enable.
 *
 * - enable simple quotas
 * - reserve space
 * - release it, store rsv_bytes in OE
 * - disable quotas
 * - enable simple quotas (qgroup rsv are all 0)
 * - OE finishes
 * - run delayed refs
 * - free rsv_bytes, resulting in miscounting or even underflow
 */
static int flush_reservations(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 int ret;

 ret = btrfs_start_delalloc_roots(fs_info, LONG_MAX, false);
 if (ret)
  return ret;
 btrfs_wait_ordered_roots(fs_info, U64_MAX, NULL);

 return btrfs_commit_current_transaction(fs_info->tree_root);
}

int btrfs_quota_disable(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct btrfs_root *quota_root = NULL;
 struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
 int ret = 0;

 /*
 * We need to have subvol_sem write locked to prevent races with
 * snapshot creation.
 */
 lockdep_assert_held_write(&fs_info->subvol_sem);

 /*
 * Relocation will mess with backrefs, so make sure we have the
 * cleaner_mutex held to protect us from relocate.
 */
 lockdep_assert_held(&fs_info->cleaner_mutex);

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (!fs_info->quota_root)
  goto out;

 /*
 * Unlock the qgroup_ioctl_lock mutex before waiting for the rescan worker to
 * complete. Otherwise we can deadlock because btrfs_remove_qgroup() needs
 * to lock that mutex while holding a transaction handle and the rescan
 * worker needs to commit a transaction.
 */
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);

 /*
 * Request qgroup rescan worker to complete and wait for it. This wait
 * must be done before transaction start for quota disable since it may
 * deadlock with transaction by the qgroup rescan worker.
 */
 clear_bit(BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED, &fs_info->flags);
 btrfs_qgroup_wait_for_completion(fs_info, false);

 /*
 * We have nothing held here and no trans handle, just return the error
 * if there is one and set back the quota enabled bit since we didn't
 * actually disable quotas.
 */
 ret = flush_reservations(fs_info);
 if (ret) {
  set_bit(BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED, &fs_info->flags);
  return ret;
 }

 /*
 * 1 For the root item
 *
 * We should also reserve enough items for the quota tree deletion in
 * btrfs_clean_quota_tree but this is not done.
 *
 * Also, we must always start a transaction without holding the mutex
 * qgroup_ioctl_lock, see btrfs_quota_enable().
 */
 trans = btrfs_start_transaction(fs_info->tree_root, 1);

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (IS_ERR(trans)) {
  ret = PTR_ERR(trans);
  trans = NULL;
  set_bit(BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED, &fs_info->flags);
  goto out;
 }

 if (!fs_info->quota_root)
  goto out;

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 quota_root = fs_info->quota_root;
 fs_info->quota_root = NULL;
 fs_info->qgroup_flags &= ~BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_ON;
 fs_info->qgroup_flags &= ~BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_SIMPLE_MODE;
 fs_info->qgroup_drop_subtree_thres = BTRFS_QGROUP_DROP_SUBTREE_THRES_DEFAULT;
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);

 btrfs_free_qgroup_config(fs_info);

 ret = btrfs_clean_quota_tree(trans, quota_root);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }

 ret = btrfs_del_root(trans, "a_root->root_key);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 list_del("a_root->dirty_list);
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 btrfs_tree_lock(quota_root->node);
 btrfs_clear_buffer_dirty(trans, quota_root->node);
 btrfs_tree_unlock(quota_root->node);
 ret = btrfs_free_tree_block(trans, btrfs_root_id(quota_root),
        quota_root->node, 0, 1);

 if (ret < 0)
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);

out:
 btrfs_put_root(quota_root);
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (ret && trans)
  btrfs_end_transaction(trans);
 else if (trans)
  ret = btrfs_commit_transaction(trans);
 return ret;
}

static void qgroup_dirty(struct btrfs_fs_info *fs_info,
    struct btrfs_qgroup *qgroup)
{
 if (list_empty(&qgroup->dirty))
  list_add(&qgroup->dirty, &fs_info->dirty_qgroups);
}

static void qgroup_iterator_add(struct list_head *head, struct btrfs_qgroup *qgroup)
{
 if (!list_empty(&qgroup->iterator))
  return;

 list_add_tail(&qgroup->iterator, head);
}

static void qgroup_iterator_clean(struct list_head *head)
{
 while (!list_empty(head)) {
  struct btrfs_qgroup *qgroup;

  qgroup = list_first_entry(head, struct btrfs_qgroup, iterator);
  list_del_init(&qgroup->iterator);
 }
}

/*
 * The easy accounting, we're updating qgroup relationship whose child qgroup
 * only has exclusive extents.
 *
 * In this case, all exclusive extents will also be exclusive for parent, so
 * excl/rfer just get added/removed.
 *
 * So is qgroup reservation space, which should also be added/removed to
 * parent.
 * Or when child tries to release reservation space, parent will underflow its
 * reservation (for relationship adding case).
 *
 * Caller should hold fs_info->qgroup_lock.
 */
static int __qgroup_excl_accounting(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 ref_root,
        struct btrfs_qgroup *src, int sign)
{
 struct btrfs_qgroup *qgroup;
 LIST_HEAD(qgroup_list);
 u64 num_bytes = src->excl;
 u64 num_bytes_cmpr = src->excl_cmpr;
 int ret = 0;

 qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, ref_root);
 if (!qgroup)
  goto out;

 qgroup_iterator_add(&qgroup_list, qgroup);
 list_for_each_entry(qgroup, &qgroup_list, iterator) {
  struct btrfs_qgroup_list *glist;

  qgroup->rfer += sign * num_bytes;
  qgroup->rfer_cmpr += sign * num_bytes_cmpr;

  WARN_ON(sign < 0 && qgroup->excl < num_bytes);
  WARN_ON(sign < 0 && qgroup->excl_cmpr < num_bytes_cmpr);
  qgroup->excl += sign * num_bytes;
  qgroup->excl_cmpr += sign * num_bytes_cmpr;

  if (sign > 0)
   qgroup_rsv_add_by_qgroup(fs_info, qgroup, src);
  else
   qgroup_rsv_release_by_qgroup(fs_info, qgroup, src);
  qgroup_dirty(fs_info, qgroup);

  /* Append parent qgroups to @qgroup_list. */
  list_for_each_entry(glist, &qgroup->groups, next_group)
   qgroup_iterator_add(&qgroup_list, glist->group);
 }
 ret = 0;
out:
 qgroup_iterator_clean(&qgroup_list);
 return ret;
}


/*
 * Quick path for updating qgroup with only excl refs.
 *
 * In that case, just update all parent will be enough.
 * Or we needs to do a full rescan.
 * Caller should also hold fs_info->qgroup_lock.
 *
 * Return 0 for quick update, return >0 for need to full rescan
 * and mark INCONSISTENT flag.
 * Return < 0 for other error.
 */
static int quick_update_accounting(struct btrfs_fs_info *fs_info,
       u64 src, u64 dst, int sign)
{
 struct btrfs_qgroup *qgroup;
 int ret = 1;

 qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, src);
 if (!qgroup)
  goto out;
 if (qgroup->excl == qgroup->rfer) {
  ret = __qgroup_excl_accounting(fs_info, dst, qgroup, sign);
  if (ret < 0)
   goto out;
  ret = 0;
 }
out:
 if (ret)
  fs_info->qgroup_flags |= BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_INCONSISTENT;
 return ret;
}

/*
 * Add relation between @src and @dst qgroup. The @prealloc is allocated by the
 * callers and transferred here (either used or freed on error).
 */
int btrfs_add_qgroup_relation(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 src, u64 dst,
         struct btrfs_qgroup_list *prealloc)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_qgroup *parent;
 struct btrfs_qgroup *member;
 struct btrfs_qgroup_list *list;
 int ret = 0;

 ASSERT(prealloc);

 /* Check the level of src and dst first */
 if (btrfs_qgroup_level(src) >= btrfs_qgroup_level(dst)) {
  kfree(prealloc);
  return -EINVAL;
 }

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (!fs_info->quota_root) {
  ret = -ENOTCONN;
  goto out;
 }
 member = find_qgroup_rb(fs_info, src);
 parent = find_qgroup_rb(fs_info, dst);
 if (!member || !parent) {
  ret = -EINVAL;
  goto out;
 }

 /* check if such qgroup relation exist firstly */
 list_for_each_entry(list, &member->groups, next_group) {
  if (list->group == parent) {
   ret = -EEXIST;
   goto out;
  }
 }

 ret = add_qgroup_relation_item(trans, src, dst);
 if (ret)
  goto out;

 ret = add_qgroup_relation_item(trans, dst, src);
 if (ret) {
  del_qgroup_relation_item(trans, src, dst);
  goto out;
 }

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 ret = __add_relation_rb(prealloc, member, parent);
 prealloc = NULL;
 if (ret < 0) {
  spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
  goto out;
 }
 ret = quick_update_accounting(fs_info, src, dst, 1);
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
out:
 kfree(prealloc);
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 return ret;
}

static int __del_qgroup_relation(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 src,
     u64 dst)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_qgroup *parent;
 struct btrfs_qgroup *member;
 struct btrfs_qgroup_list *list;
 bool found = false;
 int ret = 0;
 int ret2;

 if (!fs_info->quota_root) {
  ret = -ENOTCONN;
  goto out;
 }

 member = find_qgroup_rb(fs_info, src);
 parent = find_qgroup_rb(fs_info, dst);
 /*
 * The parent/member pair doesn't exist, then try to delete the dead
 * relation items only.
 */
 if (!member || !parent)
  goto delete_item;

 /* check if such qgroup relation exist firstly */
 list_for_each_entry(list, &member->groups, next_group) {
  if (list->group == parent) {
   found = true;
   break;
  }
 }

delete_item:
 ret = del_qgroup_relation_item(trans, src, dst);
 if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
  goto out;
 ret2 = del_qgroup_relation_item(trans, dst, src);
 if (ret2 < 0 && ret2 != -ENOENT)
  goto out;

 /* At least one deletion succeeded, return 0 */
 if (!ret || !ret2)
  ret = 0;

 if (found) {
  spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
  del_relation_rb(fs_info, src, dst);
  ret = quick_update_accounting(fs_info, src, dst, -1);
  spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
 }
out:
 return ret;
}

int btrfs_del_qgroup_relation(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 src,
         u64 dst)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 int ret = 0;

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 ret = __del_qgroup_relation(trans, src, dst);
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);

 return ret;
}

int btrfs_create_qgroup(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 qgroupid)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_root *quota_root;
 struct btrfs_qgroup *qgroup;
 struct btrfs_qgroup *prealloc = NULL;
 int ret = 0;

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (!fs_info->quota_root) {
  ret = -ENOTCONN;
  goto out;
 }
 quota_root = fs_info->quota_root;
 qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, qgroupid);
 if (qgroup) {
  ret = -EEXIST;
  goto out;
 }

 prealloc = kzalloc(sizeof(*prealloc), GFP_NOFS);
 if (!prealloc) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 ret = add_qgroup_item(trans, quota_root, qgroupid);
 if (ret)
  goto out;

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 qgroup = add_qgroup_rb(fs_info, prealloc, qgroupid);
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
 prealloc = NULL;

 ret = btrfs_sysfs_add_one_qgroup(fs_info, qgroup);
out:
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 kfree(prealloc);
 return ret;
}

/*
 * Return 0 if we can not delete the qgroup (not empty or has children etc).
 * Return >0 if we can delete the qgroup.
 * Return <0 for other errors during tree search.
 */
static int can_delete_qgroup(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct btrfs_qgroup *qgroup)
{
 struct btrfs_key key;
 struct btrfs_path *path;
 int ret;

 /*
 * Squota would never be inconsistent, but there can still be case
 * where a dropped subvolume still has qgroup numbers, and squota
 * relies on such qgroup for future accounting.
 *
 * So for squota, do not allow dropping any non-zero qgroup.
 */
 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_SIMPLE &&
     (qgroup->rfer || qgroup->excl || qgroup->excl_cmpr || qgroup->rfer_cmpr))
  return 0;

 /* For higher level qgroup, we can only delete it if it has no child. */
 if (btrfs_qgroup_level(qgroup->qgroupid)) {
  if (!list_empty(&qgroup->members))
   return 0;
  return 1;
 }

 /*
 * For level-0 qgroups, we can only delete it if it has no subvolume
 * for it.
 * This means even a subvolume is unlinked but not yet fully dropped,
 * we can not delete the qgroup.
 */
 key.objectid = qgroup->qgroupid;
 key.type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY;
 key.offset = -1ULL;
 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 ret = btrfs_find_root(fs_info->tree_root, &key, path, NULL, NULL);
 btrfs_free_path(path);
 /*
 * The @ret from btrfs_find_root() exactly matches our definition for
 * the return value, thus can be returned directly.
 */
 return ret;
}

int btrfs_remove_qgroup(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 qgroupid)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_qgroup *qgroup;
 struct btrfs_qgroup_list *list;
 int ret = 0;

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (!fs_info->quota_root) {
  ret = -ENOTCONN;
  goto out;
 }

 qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, qgroupid);
 if (!qgroup) {
  ret = -ENOENT;
  goto out;
 }

 ret = can_delete_qgroup(fs_info, qgroup);
 if (ret < 0)
  goto out;
 if (ret == 0) {
  ret = -EBUSY;
  goto out;
 }

 /* Check if there are no children of this qgroup */
 if (!list_empty(&qgroup->members)) {
  ret = -EBUSY;
  goto out;
 }

 ret = del_qgroup_item(trans, qgroupid);
 if (ret && ret != -ENOENT)
  goto out;

 while (!list_empty(&qgroup->groups)) {
  list = list_first_entry(&qgroup->groups,
     struct btrfs_qgroup_list, next_group);
  ret = __del_qgroup_relation(trans, qgroupid,
         list->group->qgroupid);
  if (ret)
   goto out;
 }

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 /*
 * Warn on reserved space. The subvolume should has no child nor
 * corresponding subvolume.
 * Thus its reserved space should all be zero, no matter if qgroup
 * is consistent or the mode.
 */
 if (qgroup->rsv.values[BTRFS_QGROUP_RSV_DATA] ||
     qgroup->rsv.values[BTRFS_QGROUP_RSV_META_PREALLOC] ||
     qgroup->rsv.values[BTRFS_QGROUP_RSV_META_PERTRANS]) {
  DEBUG_WARN();
  btrfs_warn_rl(fs_info,
"to be deleted qgroup %u/%llu has non-zero numbers, data %llu meta prealloc %llu meta pertrans %llu",
         btrfs_qgroup_level(qgroup->qgroupid),
         btrfs_qgroup_subvolid(qgroup->qgroupid),
         qgroup->rsv.values[BTRFS_QGROUP_RSV_DATA],
         qgroup->rsv.values[BTRFS_QGROUP_RSV_META_PREALLOC],
         qgroup->rsv.values[BTRFS_QGROUP_RSV_META_PERTRANS]);

 }
 /*
 * The same for rfer/excl numbers, but that's only if our qgroup is
 * consistent and if it's in regular qgroup mode.
 * For simple mode it's not as accurate thus we can hit non-zero values
 * very frequently.
 */
 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_FULL &&
     !(fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_INCONSISTENT)) {
  if (qgroup->rfer || qgroup->excl ||
      qgroup->rfer_cmpr || qgroup->excl_cmpr) {
   DEBUG_WARN();
   qgroup_mark_inconsistent(fs_info,
    "to be deleted qgroup %u/%llu has non-zero numbers, rfer %llu rfer_cmpr %llu excl %llu excl_cmpr %llu",
    btrfs_qgroup_level(qgroup->qgroupid),
    btrfs_qgroup_subvolid(qgroup->qgroupid),
    qgroup->rfer, qgroup->rfer_cmpr,
    qgroup->excl, qgroup->excl_cmpr);
  }
 }
 del_qgroup_rb(fs_info, qgroupid);
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);

 /*
 * Remove the qgroup from sysfs now without holding the qgroup_lock
 * spinlock, since the sysfs_remove_group() function needs to take
 * the mutex kernfs_mutex through kernfs_remove_by_name_ns().
 */
 btrfs_sysfs_del_one_qgroup(fs_info, qgroup);
 kfree(qgroup);
out:
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 return ret;
}

int btrfs_qgroup_cleanup_dropped_subvolume(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 subvolid)
{
 struct btrfs_trans_handle *trans;
 int ret;

 if (!btrfs_is_fstree(subvolid) || !btrfs_qgroup_enabled(fs_info) ||
     !fs_info->quota_root)
  return 0;

 /*
 * Commit current transaction to make sure all the rfer/excl numbers
 * get updated.
 */
 ret = btrfs_commit_current_transaction(fs_info->quota_root);
 if (ret < 0)
  return ret;

 /* Start new trans to delete the qgroup info and limit items. */
 trans = btrfs_start_transaction(fs_info->quota_root, 2);
 if (IS_ERR(trans))
  return PTR_ERR(trans);
 ret = btrfs_remove_qgroup(trans, subvolid);
 btrfs_end_transaction(trans);
 /*
 * It's squota and the subvolume still has numbers needed for future
 * accounting, in this case we can not delete it.  Just skip it.
 *
 * Or the qgroup is already removed by a qgroup rescan. For both cases we're
 * safe to ignore them.
 */
 if (ret == -EBUSY || ret == -ENOENT)
  ret = 0;
 return ret;
}

int btrfs_limit_qgroup(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 qgroupid,
         struct btrfs_qgroup_limit *limit)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_qgroup *qgroup;
 int ret = 0;
 /* Sometimes we would want to clear the limit on this qgroup.
 * To meet this requirement, we treat the -1 as a special value
 * which tell kernel to clear the limit on this qgroup.
 */
 const u64 CLEAR_VALUE = -1;

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (!fs_info->quota_root) {
  ret = -ENOTCONN;
  goto out;
 }

 qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, qgroupid);
 if (!qgroup) {
  ret = -ENOENT;
  goto out;
 }

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 if (limit->flags & BTRFS_QGROUP_LIMIT_MAX_RFER) {
  if (limit->max_rfer == CLEAR_VALUE) {
   qgroup->lim_flags &= ~BTRFS_QGROUP_LIMIT_MAX_RFER;
   limit->flags &= ~BTRFS_QGROUP_LIMIT_MAX_RFER;
   qgroup->max_rfer = 0;
  } else {
   qgroup->max_rfer = limit->max_rfer;
  }
 }
 if (limit->flags & BTRFS_QGROUP_LIMIT_MAX_EXCL) {
  if (limit->max_excl == CLEAR_VALUE) {
   qgroup->lim_flags &= ~BTRFS_QGROUP_LIMIT_MAX_EXCL;
   limit->flags &= ~BTRFS_QGROUP_LIMIT_MAX_EXCL;
   qgroup->max_excl = 0;
  } else {
   qgroup->max_excl = limit->max_excl;
  }
 }
 if (limit->flags & BTRFS_QGROUP_LIMIT_RSV_RFER) {
  if (limit->rsv_rfer == CLEAR_VALUE) {
   qgroup->lim_flags &= ~BTRFS_QGROUP_LIMIT_RSV_RFER;
   limit->flags &= ~BTRFS_QGROUP_LIMIT_RSV_RFER;
   qgroup->rsv_rfer = 0;
  } else {
   qgroup->rsv_rfer = limit->rsv_rfer;
  }
 }
 if (limit->flags & BTRFS_QGROUP_LIMIT_RSV_EXCL) {
  if (limit->rsv_excl == CLEAR_VALUE) {
   qgroup->lim_flags &= ~BTRFS_QGROUP_LIMIT_RSV_EXCL;
   limit->flags &= ~BTRFS_QGROUP_LIMIT_RSV_EXCL;
   qgroup->rsv_excl = 0;
  } else {
   qgroup->rsv_excl = limit->rsv_excl;
  }
 }
 qgroup->lim_flags |= limit->flags;

 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);

 ret = update_qgroup_limit_item(trans, qgroup);
 if (ret)
  qgroup_mark_inconsistent(fs_info, "qgroup item update error %d", ret);

out:
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 return ret;
}

/*
 * Inform qgroup to trace one dirty extent, its info is recorded in @record.
 * So qgroup can account it at transaction committing time.
 *
 * No lock version, caller must acquire delayed ref lock and allocated memory,
 * then call btrfs_qgroup_trace_extent_post() after exiting lock context.
 *
 * Return 0 for success insert
 * Return >0 for existing record, caller can free @record safely.
 * Return <0 for insertion failure, caller can free @record safely.
 */
int btrfs_qgroup_trace_extent_nolock(struct btrfs_fs_info *fs_info,
         struct btrfs_delayed_ref_root *delayed_refs,
         struct btrfs_qgroup_extent_record *record,
         u64 bytenr)
{
 struct btrfs_qgroup_extent_record *existing, *ret;
 const unsigned long index = (bytenr >> fs_info->sectorsize_bits);

 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info))
  return 1;

#if BITS_PER_LONG == 32
 if (bytenr >= MAX_LFS_FILESIZE) {
  btrfs_err_rl(fs_info,
"qgroup record for extent at %llu is beyond 32bit page cache and xarray index limit",
        bytenr);
  btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
  return -EOVERFLOW;
 }
#endif

 trace_btrfs_qgroup_trace_extent(fs_info, record, bytenr);

 xa_lock(&delayed_refs->dirty_extents);
 existing = xa_load(&delayed_refs->dirty_extents, index);
 if (existing) {
  if (record->data_rsv && !existing->data_rsv) {
   existing->data_rsv = record->data_rsv;
   existing->data_rsv_refroot = record->data_rsv_refroot;
  }
  xa_unlock(&delayed_refs->dirty_extents);
  return 1;
 }

 ret = __xa_store(&delayed_refs->dirty_extents, index, record, GFP_ATOMIC);
 xa_unlock(&delayed_refs->dirty_extents);
 if (xa_is_err(ret)) {
  qgroup_mark_inconsistent(fs_info, "xarray insert error: %d", xa_err(ret));
  return xa_err(ret);
 }

 return 0;
}

/*
 * Post handler after qgroup_trace_extent_nolock().
 *
 * NOTE: Current qgroup does the expensive backref walk at transaction
 * committing time with TRANS_STATE_COMMIT_DOING, this blocks incoming
 * new transaction.
 * This is designed to allow btrfs_find_all_roots() to get correct new_roots
 * result.
 *
 * However for old_roots there is no need to do backref walk at that time,
 * since we search commit roots to walk backref and result will always be
 * correct.
 *
 * Due to the nature of no lock version, we can't do backref there.
 * So we must call btrfs_qgroup_trace_extent_post() after exiting
 * spinlock context.
 *
 * TODO: If we can fix and prove btrfs_find_all_roots() can get correct result
 * using current root, then we can move all expensive backref walk out of
 * transaction committing, but not now as qgroup accounting will be wrong again.
 */
int btrfs_qgroup_trace_extent_post(struct btrfs_trans_handle *trans,
       struct btrfs_qgroup_extent_record *qrecord,
       u64 bytenr)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = {
  .bytenr = bytenr,
  .fs_info = fs_info,
 };
 int ret;

 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info))
  return 0;
 /*
 * We are always called in a context where we are already holding a
 * transaction handle. Often we are called when adding a data delayed
 * reference from btrfs_truncate_inode_items() (truncating or unlinking),
 * in which case we will be holding a write lock on extent buffer from a
 * subvolume tree. In this case we can't allow btrfs_find_all_roots() to
 * acquire fs_info->commit_root_sem, because that is a higher level lock
 * that must be acquired before locking any extent buffers.
 *
 * So we want btrfs_find_all_roots() to not acquire the commit_root_sem
 * but we can't pass it a non-NULL transaction handle, because otherwise
 * it would not use commit roots and would lock extent buffers, causing
 * a deadlock if it ends up trying to read lock the same extent buffer
 * that was previously write locked at btrfs_truncate_inode_items().
 *
 * So pass a NULL transaction handle to btrfs_find_all_roots() and
 * explicitly tell it to not acquire the commit_root_sem - if we are
 * holding a transaction handle we don't need its protection.
 */
 ASSERT(trans != NULL);

 if (fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_NO_ACCOUNTING)
  return 0;

 ret = btrfs_find_all_roots(&ctx, true);
 if (ret < 0) {
  qgroup_mark_inconsistent(fs_info,
    "error accounting new delayed refs extent: %d", ret);
  return 0;
 }

 /*
 * Here we don't need to get the lock of
 * trans->transaction->delayed_refs, since inserted qrecord won't
 * be deleted, only qrecord->node may be modified (new qrecord insert)
 *
 * So modifying qrecord->old_roots is safe here
 */
 qrecord->old_roots = ctx.roots;
 return 0;
}

/*
 * Inform qgroup to trace one dirty extent, specified by @bytenr and
 * @num_bytes.
 * So qgroup can account it at commit trans time.
 *
 * Better encapsulated version, with memory allocation and backref walk for
 * commit roots.
 * So this can sleep.
 *
 * Return 0 if the operation is done.
 * Return <0 for error, like memory allocation failure or invalid parameter
 * (NULL trans)
 */
int btrfs_qgroup_trace_extent(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 bytenr,
         u64 num_bytes)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_qgroup_extent_record *record;
 struct btrfs_delayed_ref_root *delayed_refs = &trans->transaction->delayed_refs;
 const unsigned long index = (bytenr >> fs_info->sectorsize_bits);
 int ret;

 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info) || bytenr == 0 || num_bytes == 0)
  return 0;
 record = kzalloc(sizeof(*record), GFP_NOFS);
 if (!record)
  return -ENOMEM;

 if (xa_reserve(&delayed_refs->dirty_extents, index, GFP_NOFS)) {
  kfree(record);
  return -ENOMEM;
 }

 record->num_bytes = num_bytes;

 ret = btrfs_qgroup_trace_extent_nolock(fs_info, delayed_refs, record, bytenr);
 if (ret) {
  /* Clean up if insertion fails or item exists. */
  xa_release(&delayed_refs->dirty_extents, index);
  kfree(record);
  return 0;
 }
 return btrfs_qgroup_trace_extent_post(trans, record, bytenr);
}

/*
 * Inform qgroup to trace all leaf items of data
 *
 * Return 0 for success
 * Return <0 for error(ENOMEM)
 */
int btrfs_qgroup_trace_leaf_items(struct btrfs_trans_handle *trans,
      struct extent_buffer *eb)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 int nr = btrfs_header_nritems(eb);
 int i, extent_type, ret;
 struct btrfs_key key;
 struct btrfs_file_extent_item *fi;
 u64 bytenr, num_bytes;

 /* We can be called directly from walk_up_proc() */
 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info))
  return 0;

 for (i = 0; i < nr; i++) {
  btrfs_item_key_to_cpu(eb, &key, i);

  if (key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
   continue;

  fi = btrfs_item_ptr(eb, i, struct btrfs_file_extent_item);
  /* filter out non qgroup-accountable extents  */
  extent_type = btrfs_file_extent_type(eb, fi);

  if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
   continue;

  bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, fi);
  if (!bytenr)
   continue;

  num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(eb, fi);

  ret = btrfs_qgroup_trace_extent(trans, bytenr, num_bytes);
  if (ret)
   return ret;
 }
 cond_resched();
 return 0;
}

/*
 * Walk up the tree from the bottom, freeing leaves and any interior
 * nodes which have had all slots visited. If a node (leaf or
 * interior) is freed, the node above it will have it's slot
 * incremented. The root node will never be freed.
 *
 * At the end of this function, we should have a path which has all
 * slots incremented to the next position for a search. If we need to
 * read a new node it will be NULL and the node above it will have the
 * correct slot selected for a later read.
 *
 * If we increment the root nodes slot counter past the number of
 * elements, 1 is returned to signal completion of the search.
 */
static int adjust_slots_upwards(struct btrfs_path *path, int root_level)
{
 int level = 0;
 int nr, slot;
 struct extent_buffer *eb;

 if (root_level == 0)
  return 1;

 while (level <= root_level) {
  eb = path->nodes[level];
  nr = btrfs_header_nritems(eb);
  path->slots[level]++;
  slot = path->slots[level];
  if (slot >= nr || level == 0) {
   /*
 * Don't free the root -  we will detect this
 * condition after our loop and return a
 * positive value for caller to stop walking the tree.
 */
   if (level != root_level) {
    btrfs_tree_unlock_rw(eb, path->locks[level]);
    path->locks[level] = 0;

    free_extent_buffer(eb);
    path->nodes[level] = NULL;
    path->slots[level] = 0;
   }
  } else {
   /*
 * We have a valid slot to walk back down
 * from. Stop here so caller can process these
 * new nodes.
 */
   break;
  }

  level++;
 }

 eb = path->nodes[root_level];
 if (path->slots[root_level] >= btrfs_header_nritems(eb))
  return 1;

 return 0;
}

/*
 * Helper function to trace a subtree tree block swap.
 *
 * The swap will happen in highest tree block, but there may be a lot of
 * tree blocks involved.
 *
 * For example:
 *  OO = Old tree blocks
 *  NN = New tree blocks allocated during balance
 *
 *           File tree (257)                  Reloc tree for 257
 * L2              OO                                NN
 *               /    \                            /    \
 * L1          OO      OO (a)                    OO      NN (a)
 *            / \     / \                       / \     / \
 * L0       OO   OO OO   OO                   OO   OO NN   NN
 *                  (b)  (c)                          (b)  (c)
 *
 * When calling qgroup_trace_extent_swap(), we will pass:
 * @src_eb = OO(a)
 * @dst_path = [ nodes[1] = NN(a), nodes[0] = NN(c) ]
 * @dst_level = 0
 * @root_level = 1
 *
 * In that case, qgroup_trace_extent_swap() will search from OO(a) to
 * reach OO(c), then mark both OO(c) and NN(c) as qgroup dirty.
 *
 * The main work of qgroup_trace_extent_swap() can be split into 3 parts:
 *
 * 1) Tree search from @src_eb
 *    It should acts as a simplified btrfs_search_slot().
 *    The key for search can be extracted from @dst_path->nodes[dst_level]
 *    (first key).
 *
 * 2) Mark the final tree blocks in @src_path and @dst_path qgroup dirty
 *    NOTE: In above case, OO(a) and NN(a) won't be marked qgroup dirty.
 *    They should be marked during previous (@dst_level = 1) iteration.
 *
 * 3) Mark file extents in leaves dirty
 *    We don't have good way to pick out new file extents only.
 *    So we still follow the old method by scanning all file extents in
 *    the leave.
 *
 * This function can free us from keeping two paths, thus later we only need
 * to care about how to iterate all new tree blocks in reloc tree.
 */
static int qgroup_trace_extent_swap(struct btrfs_trans_handle* trans,
        struct extent_buffer *src_eb,
        struct btrfs_path *dst_path,
        int dst_level, int root_level,
        bool trace_leaf)
{
 struct btrfs_key key;
 struct btrfs_path *src_path;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 u32 nodesize = fs_info->nodesize;
 int cur_level = root_level;
 int ret;

 BUG_ON(dst_level > root_level);
 /* Level mismatch */
 if (btrfs_header_level(src_eb) != root_level)
  return -EINVAL;

 src_path = btrfs_alloc_path();
 if (!src_path) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 if (dst_level)
  btrfs_node_key_to_cpu(dst_path->nodes[dst_level], &key, 0);
 else
  btrfs_item_key_to_cpu(dst_path->nodes[dst_level], &key, 0);

 /* For src_path */
 refcount_inc(&src_eb->refs);
 src_path->nodes[root_level] = src_eb;
 src_path->slots[root_level] = dst_path->slots[root_level];
 src_path->locks[root_level] = 0;

 /* A simplified version of btrfs_search_slot() */
 while (cur_level >= dst_level) {
  struct btrfs_key src_key;
  struct btrfs_key dst_key;

  if (src_path->nodes[cur_level] == NULL) {
   struct extent_buffer *eb;
   int parent_slot;

   eb = src_path->nodes[cur_level + 1];
   parent_slot = src_path->slots[cur_level + 1];

   eb = btrfs_read_node_slot(eb, parent_slot);
   if (IS_ERR(eb)) {
    ret = PTR_ERR(eb);
    goto out;
   }

   src_path->nodes[cur_level] = eb;

   btrfs_tree_read_lock(eb);
   src_path->locks[cur_level] = BTRFS_READ_LOCK;
  }

  src_path->slots[cur_level] = dst_path->slots[cur_level];
  if (cur_level) {
   btrfs_node_key_to_cpu(dst_path->nodes[cur_level],
     &dst_key, dst_path->slots[cur_level]);
   btrfs_node_key_to_cpu(src_path->nodes[cur_level],
     &src_key, src_path->slots[cur_level]);
  } else {
   btrfs_item_key_to_cpu(dst_path->nodes[cur_level],
     &dst_key, dst_path->slots[cur_level]);
   btrfs_item_key_to_cpu(src_path->nodes[cur_level],
     &src_key, src_path->slots[cur_level]);
  }
  /* Content mismatch, something went wrong */
  if (btrfs_comp_cpu_keys(&dst_key, &src_key)) {
   ret = -ENOENT;
   goto out;
  }
  cur_level--;
 }

 /*
 * Now both @dst_path and @src_path have been populated, record the tree
 * blocks for qgroup accounting.
 */
 ret = btrfs_qgroup_trace_extent(trans, src_path->nodes[dst_level]->start,
     nodesize);
 if (ret < 0)
  goto out;
 ret = btrfs_qgroup_trace_extent(trans, dst_path->nodes[dst_level]->start,
     nodesize);
 if (ret < 0)
  goto out;

 /* Record leaf file extents */
 if (dst_level == 0 && trace_leaf) {
  ret = btrfs_qgroup_trace_leaf_items(trans, src_path->nodes[0]);
  if (ret < 0)
   goto out;
  ret = btrfs_qgroup_trace_leaf_items(trans, dst_path->nodes[0]);
 }
out:
 btrfs_free_path(src_path);
 return ret;
}

/*
 * Helper function to do recursive generation-aware depth-first search, to
 * locate all new tree blocks in a subtree of reloc tree.
 *
 * E.g. (OO = Old tree blocks, NN = New tree blocks, whose gen == last_snapshot)
 *         reloc tree
 * L2         NN (a)
 *          /    \
 * L1    OO        NN (b)
 *      /  \      /  \
 * L0  OO  OO    OO  NN
 *               (c) (d)
 * If we pass:
 * @dst_path = [ nodes[1] = NN(b), nodes[0] = NULL ],
 * @cur_level = 1
 * @root_level = 1
 *
 * We will iterate through tree blocks NN(b), NN(d) and info qgroup to trace
 * above tree blocks along with their counter parts in file tree.
 * While during search, old tree blocks OO(c) will be skipped as tree block swap
 * won't affect OO(c).
 */
static int qgroup_trace_new_subtree_blocks(struct btrfs_trans_handle* trans,
        struct extent_buffer *src_eb,
        struct btrfs_path *dst_path,
        int cur_level, int root_level,
        u64 last_snapshot, bool trace_leaf)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct extent_buffer *eb;
 bool need_cleanup = false;
 int ret = 0;
 int i;

 /* Level sanity check */
 if (cur_level < 0 || cur_level >= BTRFS_MAX_LEVEL - 1 ||
     root_level < 0 || root_level >= BTRFS_MAX_LEVEL - 1 ||
     root_level < cur_level) {
  btrfs_err_rl(fs_info,
   "%s: bad levels, cur_level=%d root_level=%d",
   __func__, cur_level, root_level);
  return -EUCLEAN;
 }

 /* Read the tree block if needed */
 if (dst_path->nodes[cur_level] == NULL) {
  int parent_slot;
  u64 child_gen;

  /*
 * dst_path->nodes[root_level] must be initialized before
 * calling this function.
 */
  if (cur_level == root_level) {
   btrfs_err_rl(fs_info,
 "%s: dst_path->nodes[%d] not initialized, root_level=%d cur_level=%d",
    __func__, root_level, root_level, cur_level);
   return -EUCLEAN;
  }

  /*
 * We need to get child blockptr/gen from parent before we can
 * read it.
  */
  eb = dst_path->nodes[cur_level + 1];
  parent_slot = dst_path->slots[cur_level + 1];
  child_gen = btrfs_node_ptr_generation(eb, parent_slot);

  /* This node is old, no need to trace */
  if (child_gen < last_snapshot)
   goto out;

  eb = btrfs_read_node_slot(eb, parent_slot);
  if (IS_ERR(eb)) {
   ret = PTR_ERR(eb);
   goto out;
  }

  dst_path->nodes[cur_level] = eb;
  dst_path->slots[cur_level] = 0;

  btrfs_tree_read_lock(eb);
  dst_path->locks[cur_level] = BTRFS_READ_LOCK;
  need_cleanup = true;
 }

 /* Now record this tree block and its counter part for qgroups */
 ret = qgroup_trace_extent_swap(trans, src_eb, dst_path, cur_level,
           root_level, trace_leaf);
 if (ret < 0)
  goto cleanup;

 eb = dst_path->nodes[cur_level];

 if (cur_level > 0) {
  /* Iterate all child tree blocks */
  for (i = 0; i < btrfs_header_nritems(eb); i++) {
   /* Skip old tree blocks as they won't be swapped */
   if (btrfs_node_ptr_generation(eb, i) < last_snapshot)
    continue;
   dst_path->slots[cur_level] = i;

   /* Recursive call (at most 7 times) */
   ret = qgroup_trace_new_subtree_blocks(trans, src_eb,
     dst_path, cur_level - 1, root_level,
     last_snapshot, trace_leaf);
   if (ret < 0)
    goto cleanup;
  }
 }

cleanup:
 if (need_cleanup) {
  /* Clean up */
  btrfs_tree_unlock_rw(dst_path->nodes[cur_level],
         dst_path->locks[cur_level]);
  free_extent_buffer(dst_path->nodes[cur_level]);
  dst_path->nodes[cur_level] = NULL;
  dst_path->slots[cur_level] = 0;
  dst_path->locks[cur_level] = 0;
 }
out:
 return ret;
}

static int qgroup_trace_subtree_swap(struct btrfs_trans_handle *trans,
    struct extent_buffer *src_eb,
    struct extent_buffer *dst_eb,
    u64 last_snapshot, bool trace_leaf)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_path *dst_path = NULL;
 int level;
 int ret;

 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info))
  return 0;

 /* Wrong parameter order */
 if (btrfs_header_generation(src_eb) > btrfs_header_generation(dst_eb)) {
  btrfs_err_rl(fs_info,
  "%s: bad parameter order, src_gen=%llu dst_gen=%llu", __func__,
        btrfs_header_generation(src_eb),
        btrfs_header_generation(dst_eb));
  return -EUCLEAN;
 }

 if (!extent_buffer_uptodate(src_eb) || !extent_buffer_uptodate(dst_eb)) {
  ret = -EIO;
  goto out;
 }

 level = btrfs_header_level(dst_eb);
 dst_path = btrfs_alloc_path();
 if (!dst_path) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }
 /* For dst_path */
 refcount_inc(&dst_eb->refs);
 dst_path->nodes[level] = dst_eb;
 dst_path->slots[level] = 0;
 dst_path->locks[level] = 0;

 /* Do the generation aware breadth-first search */
 ret = qgroup_trace_new_subtree_blocks(trans, src_eb, dst_path, level,
           level, last_snapshot, trace_leaf);
 if (ret < 0)
  goto out;
 ret = 0;

out:
 btrfs_free_path(dst_path);
 if (ret < 0)
  qgroup_mark_inconsistent(fs_info, "%s error: %d", __func__, ret);
 return ret;
}

/*
 * Inform qgroup to trace a whole subtree, including all its child tree
 * blocks and data.
 * The root tree block is specified by @root_eb.
 *
 * Normally used by relocation(tree block swap) and subvolume deletion.
 *
 * Return 0 for success
 * Return <0 for error(ENOMEM or tree search error)
 */
int btrfs_qgroup_trace_subtree(struct btrfs_trans_handle *trans,
          struct extent_buffer *root_eb,
          u64 root_gen, int root_level)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 int ret = 0;
 int level;
 u8 drop_subptree_thres;
 struct extent_buffer *eb = root_eb;
 struct btrfs_path *path = NULL;

 ASSERT(0 <= root_level && root_level < BTRFS_MAX_LEVEL);
 ASSERT(root_eb != NULL);

 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info))
  return 0;

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 drop_subptree_thres = fs_info->qgroup_drop_subtree_thres;
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);

 /*
 * This function only gets called for snapshot drop, if we hit a high
 * node here, it means we are going to change ownership for quite a lot
 * of extents, which will greatly slow down btrfs_commit_transaction().
 *
 * So here if we find a high tree here, we just skip the accounting and
 * mark qgroup inconsistent.
 */
 if (root_level >= drop_subptree_thres) {
  qgroup_mark_inconsistent(fs_info, "subtree level reached threshold");
  return 0;
 }

 if (!extent_buffer_uptodate(root_eb)) {
  struct btrfs_tree_parent_check check = {
   .transid = root_gen,
   .level = root_level
  };

  ret = btrfs_read_extent_buffer(root_eb, &check);
  if (ret)
   goto out;
 }

 if (root_level == 0) {
  ret = btrfs_qgroup_trace_leaf_items(trans, root_eb);
  goto out;
 }

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path)
  return -ENOMEM;

 /*
 * Walk down the tree.  Missing extent blocks are filled in as
 * we go. Metadata is accounted every time we read a new
 * extent block.
 *
 * When we reach a leaf, we account for file extent items in it,
 * walk back up the tree (adjusting slot pointers as we go)
 * and restart the search process.
 */
 refcount_inc(&root_eb->refs); /* For path */
 path->nodes[root_level] = root_eb;
 path->slots[root_level] = 0;
 path->locks[root_level] = 0; /* so release_path doesn't try to unlock */
walk_down:
 level = root_level;
 while (level >= 0) {
  if (path->nodes[level] == NULL) {
   int parent_slot;
   u64 child_bytenr;

   /*
 * We need to get child blockptr from parent before we
 * can read it.
  */
   eb = path->nodes[level + 1];
   parent_slot = path->slots[level + 1];
   child_bytenr = btrfs_node_blockptr(eb, parent_slot);

   eb = btrfs_read_node_slot(eb, parent_slot);
   if (IS_ERR(eb)) {
    ret = PTR_ERR(eb);
    goto out;
   }

   path->nodes[level] = eb;
   path->slots[level] = 0;

   btrfs_tree_read_lock(eb);
   path->locks[level] = BTRFS_READ_LOCK;

   ret = btrfs_qgroup_trace_extent(trans, child_bytenr,
       fs_info->nodesize);
   if (ret)
    goto out;
  }

  if (level == 0) {
   ret = btrfs_qgroup_trace_leaf_items(trans,
           path->nodes[level]);
   if (ret)
    goto out;

   /* Nonzero return here means we completed our search */
   ret = adjust_slots_upwards(path, root_level);
   if (ret)
    break;

   /* Restart search with new slots */
   goto walk_down;
  }

  level--;
 }

 ret = 0;
out:
 btrfs_free_path(path);

 return ret;
}

static void qgroup_iterator_nested_add(struct list_head *head, struct btrfs_qgroup *qgroup)
{
 if (!list_empty(&qgroup->nested_iterator))
  return;

 list_add_tail(&qgroup->nested_iterator, head);
}

static void qgroup_iterator_nested_clean(struct list_head *head)
{
 while (!list_empty(head)) {
  struct btrfs_qgroup *qgroup;

  qgroup = list_first_entry(head, struct btrfs_qgroup, nested_iterator);
  list_del_init(&qgroup->nested_iterator);
 }
}

#define UPDATE_NEW 0
#define UPDATE_OLD 1
/*
 * Walk all of the roots that points to the bytenr and adjust their refcnts.
 */
static void qgroup_update_refcnt(struct btrfs_fs_info *fs_info,
     struct ulist *roots, struct list_head *qgroups,
     u64 seq, int update_old)
{
 struct ulist_node *unode;
 struct ulist_iterator uiter;
 struct btrfs_qgroup *qg;

 if (!roots)
  return;
 ULIST_ITER_INIT(&uiter);
 while ((unode = ulist_next(roots, &uiter))) {
  LIST_HEAD(tmp);

  qg = find_qgroup_rb(fs_info, unode->val);
  if (!qg)
   continue;

  qgroup_iterator_nested_add(qgroups, qg);
  qgroup_iterator_add(&tmp, qg);
  list_for_each_entry(qg, &tmp, iterator) {
   struct btrfs_qgroup_list *glist;

   if (update_old)
    btrfs_qgroup_update_old_refcnt(qg, seq, 1);
   else
    btrfs_qgroup_update_new_refcnt(qg, seq, 1);

   list_for_each_entry(glist, &qg->groups, next_group) {
    qgroup_iterator_nested_add(qgroups, glist->group);
    qgroup_iterator_add(&tmp, glist->group);
   }
  }
  qgroup_iterator_clean(&tmp);
 }
}

/*
 * Update qgroup rfer/excl counters.
 * Rfer update is easy, codes can explain themselves.
 *
 * Excl update is tricky, the update is split into 2 parts.
 * Part 1: Possible exclusive <-> sharing detect:
 * | A | !A |
 *  -------------------------------------
 *  B | * | - |
 *  -------------------------------------
 *  !B | + | ** |
 *  -------------------------------------
 *
 * Conditions:
 * A: cur_old_roots < nr_old_roots (not exclusive before)
 * !A: cur_old_roots == nr_old_roots (possible exclusive before)
 * B: cur_new_roots < nr_new_roots (not exclusive now)
 * !B: cur_new_roots == nr_new_roots (possible exclusive now)
 *
 * Results:
 * +: Possible sharing -> exclusive -: Possible exclusive -> sharing
 * *: Definitely not changed. **: Possible unchanged.
 *
 * For !A and !B condition, the exception is cur_old/new_roots == 0 case.
 *
 * To make the logic clear, we first use condition A and B to split
 * combination into 4 results.
 *
 * Then, for result "+" and "-", check old/new_roots == 0 case, as in them
 * only on variant maybe 0.
 *
 * Lastly, check result **, since there are 2 variants maybe 0, split them
 * again(2x2).
 * But this time we don't need to consider other things, the codes and logic
 * is easy to understand now.
 */
static void qgroup_update_counters(struct btrfs_fs_info *fs_info,
       struct list_head *qgroups, u64 nr_old_roots,
       u64 nr_new_roots, u64 num_bytes, u64 seq)
{
 struct btrfs_qgroup *qg;

 list_for_each_entry(qg, qgroups, nested_iterator) {
  u64 cur_new_count, cur_old_count;
  bool dirty = false;

  cur_old_count = btrfs_qgroup_get_old_refcnt(qg, seq);
  cur_new_count = btrfs_qgroup_get_new_refcnt(qg, seq);

  trace_btrfs_qgroup_update_counters(fs_info, qg, cur_old_count,
         cur_new_count);

  /* Rfer update part */
  if (cur_old_count == 0 && cur_new_count > 0) {
   qg->rfer += num_bytes;
   qg->rfer_cmpr += num_bytes;
   dirty = true;
  }
  if (cur_old_count > 0 && cur_new_count == 0) {
   qg->rfer -= num_bytes;
   qg->rfer_cmpr -= num_bytes;
   dirty = true;
  }

  /* Excl update part */
  /* Exclusive/none -> shared case */
  if (cur_old_count == nr_old_roots &&
      cur_new_count < nr_new_roots) {
   /* Exclusive -> shared */
   if (cur_old_count != 0) {
    qg->excl -= num_bytes;
    qg->excl_cmpr -= num_bytes;
    dirty = true;
   }
  }

  /* Shared -> exclusive/none case */
  if (cur_old_count < nr_old_roots &&
      cur_new_count == nr_new_roots) {
   /* Shared->exclusive */
   if (cur_new_count != 0) {
    qg->excl += num_bytes;
    qg->excl_cmpr += num_bytes;
    dirty = true;
   }
  }

  /* Exclusive/none -> exclusive/none case */
  if (cur_old_count == nr_old_roots &&
      cur_new_count == nr_new_roots) {
   if (cur_old_count == 0) {
    /* None -> exclusive/none */

    if (cur_new_count != 0) {
     /* None -> exclusive */
     qg->excl += num_bytes;
     qg->excl_cmpr += num_bytes;
     dirty = true;
    }
    /* None -> none, nothing changed */
   } else {
    /* Exclusive -> exclusive/none */

    if (cur_new_count == 0) {
     /* Exclusive -> none */
     qg->excl -= num_bytes;
     qg->excl_cmpr -= num_bytes;
     dirty = true;
    }
    /* Exclusive -> exclusive, nothing changed */
   }
  }

  if (dirty)
   qgroup_dirty(fs_info, qg);
 }
}

/*
 * Check if the @roots potentially is a list of fs tree roots
 *
 * Return 0 for definitely not a fs/subvol tree roots ulist
 * Return 1 for possible fs/subvol tree roots in the list (considering an empty
 *          one as well)
 */
static int maybe_fs_roots(struct ulist *roots)
{
 struct ulist_node *unode;
 struct ulist_iterator uiter;

 /* Empty one, still possible for fs roots */
 if (!roots || roots->nnodes == 0)
  return 1;

 ULIST_ITER_INIT(&uiter);
 unode = ulist_next(roots, &uiter);
 if (!unode)
  return 1;

 /*
 * If it contains fs tree roots, then it must belong to fs/subvol
 * trees.
 * If it contains a non-fs tree, it won't be shared with fs/subvol trees.
 */
 return btrfs_is_fstree(unode->val);
}

int btrfs_qgroup_account_extent(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 bytenr,
    u64 num_bytes, struct ulist *old_roots,
    struct ulist *new_roots)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 LIST_HEAD(qgroups);
 u64 seq;
 u64 nr_new_roots = 0;
 u64 nr_old_roots = 0;
 int ret = 0;

 /*
 * If quotas get disabled meanwhile, the resources need to be freed and
 * we can't just exit here.
 */
 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info) ||
     fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_NO_ACCOUNTING)
  goto out_free;

 if (new_roots) {
  if (!maybe_fs_roots(new_roots))
   goto out_free;
  nr_new_roots = new_roots->nnodes;
 }
 if (old_roots) {
  if (!maybe_fs_roots(old_roots))
   goto out_free;
  nr_old_roots = old_roots->nnodes;
 }

 /* Quick exit, either not fs tree roots, or won't affect any qgroup */
 if (nr_old_roots == 0 && nr_new_roots == 0)
  goto out_free;

 trace_btrfs_qgroup_account_extent(fs_info, trans->transid, bytenr,
     num_bytes, nr_old_roots, nr_new_roots);

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
 if (fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_RESCAN) {
  if (fs_info->qgroup_rescan_progress.objectid <= bytenr) {
   mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
   ret = 0;
   goto out_free;
  }
 }
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 seq = fs_info->qgroup_seq;

 /* Update old refcnts using old_roots */
 qgroup_update_refcnt(fs_info, old_roots, &qgroups, seq, UPDATE_OLD);

 /* Update new refcnts using new_roots */
 qgroup_update_refcnt(fs_info, new_roots, &qgroups, seq, UPDATE_NEW);

 qgroup_update_counters(fs_info, &qgroups, nr_old_roots, nr_new_roots,
          num_bytes, seq);

 /*
 * We're done using the iterator, release all its qgroups while holding
 * fs_info->qgroup_lock so that we don't race with btrfs_remove_qgroup()
 * and trigger use-after-free accesses to qgroups.
 */
 qgroup_iterator_nested_clean(&qgroups);

 /*
 * Bump qgroup_seq to avoid seq overlap
 */
 fs_info->qgroup_seq += max(nr_old_roots, nr_new_roots) + 1;
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
out_free:
 ulist_free(old_roots);
 ulist_free(new_roots);
 return ret;
}

int btrfs_qgroup_account_extents(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_qgroup_extent_record *record;
 struct btrfs_delayed_ref_root *delayed_refs;
 struct ulist *new_roots = NULL;
 unsigned long index;
 u64 num_dirty_extents = 0;
 u64 qgroup_to_skip;
 int ret = 0;

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_SIMPLE)
  return 0;

 delayed_refs = &trans->transaction->delayed_refs;
 qgroup_to_skip = delayed_refs->qgroup_to_skip;
 xa_for_each(&delayed_refs->dirty_extents, index, record) {
  const u64 bytenr = (((u64)index) << fs_info->sectorsize_bits);

  num_dirty_extents++;
  trace_btrfs_qgroup_account_extents(fs_info, record, bytenr);

  if (!ret && !(fs_info->qgroup_flags &
         BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_NO_ACCOUNTING)) {
   struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };

   ctx.bytenr = bytenr;
   ctx.fs_info = fs_info;

   /*
 * Old roots should be searched when inserting qgroup
 * extent record.
 *
 * But for INCONSISTENT (NO_ACCOUNTING) -> rescan case,
 * we may have some record inserted during
 * NO_ACCOUNTING (thus no old_roots populated), but
 * later we start rescan, which clears NO_ACCOUNTING,
 * leaving some inserted records without old_roots
 * populated.
 *
 * Those cases are rare and should not cause too much
 * time spent during commit_transaction().
 */
   if (!record->old_roots) {
    /* Search commit root to find old_roots */
    ret = btrfs_find_all_roots(&ctx, false);
    if (ret < 0)
     goto cleanup;
    record->old_roots = ctx.roots;
    ctx.roots = NULL;
   }

   /*
 * Use BTRFS_SEQ_LAST as time_seq to do special search,
 * which doesn't lock tree or delayed_refs and search
 * current root. It's safe inside commit_transaction().
 */
   ctx.trans = trans;
   ctx.time_seq = BTRFS_SEQ_LAST;
   ret = btrfs_find_all_roots(&ctx, false);
   if (ret < 0)
    goto cleanup;
   new_roots = ctx.roots;
   if (qgroup_to_skip) {
    ulist_del(new_roots, qgroup_to_skip, 0);
    ulist_del(record->old_roots, qgroup_to_skip,
       0);
   }
   ret = btrfs_qgroup_account_extent(trans, bytenr,
         record->num_bytes,
         record->old_roots,
         new_roots);
   record->old_roots = NULL;
   new_roots = NULL;
  }
  /* Free the reserved data space */
  btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info,
    record->data_rsv_refroot,
    record->data_rsv,
    BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
cleanup:
  ulist_free(record->old_roots);
  ulist_free(new_roots);
  new_roots = NULL;
  xa_erase(&delayed_refs->dirty_extents, index);
  kfree(record);

 }
 trace_btrfs_qgroup_num_dirty_extents(fs_info, trans->transid, num_dirty_extents);
 return ret;
}

/*
 * Writes all changed qgroups to disk.
 * Called by the transaction commit path and the qgroup assign ioctl.
 */
int btrfs_run_qgroups(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 int ret = 0;

 /*
 * In case we are called from the qgroup assign ioctl, assert that we
 * are holding the qgroup_ioctl_lock, otherwise we can race with a quota
 * disable operation (ioctl) and access a freed quota root.
 */
 if (trans->transaction->state != TRANS_STATE_COMMIT_DOING)
  lockdep_assert_held(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);

 if (!fs_info->quota_root)
  return ret;

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 while (!list_empty(&fs_info->dirty_qgroups)) {
  struct btrfs_qgroup *qgroup;
  qgroup = list_first_entry(&fs_info->dirty_qgroups,
       struct btrfs_qgroup, dirty);
  list_del_init(&qgroup->dirty);
  spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
  ret = update_qgroup_info_item(trans, qgroup);
  if (ret)
   qgroup_mark_inconsistent(fs_info,
       "qgroup info item update error %d", ret);
  ret = update_qgroup_limit_item(trans, qgroup);
  if (ret)
   qgroup_mark_inconsistent(fs_info,
       "qgroup limit item update error %d", ret);
  spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 }
 if (btrfs_qgroup_enabled(fs_info))
  fs_info->qgroup_flags |= BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_ON;
 else
  fs_info->qgroup_flags &= ~BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_ON;
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);

 ret = update_qgroup_status_item(trans);
 if (ret)
  qgroup_mark_inconsistent(fs_info,
      "qgroup status item update error %d", ret);

 return ret;
}

int btrfs_qgroup_check_inherit(struct btrfs_fs_info *fs_info,
          struct btrfs_qgroup_inherit *inherit,
          size_t size)
{
 if (inherit->flags & ~BTRFS_QGROUP_INHERIT_FLAGS_SUPP)
  return -EOPNOTSUPP;
 if (size < sizeof(*inherit) || size > PAGE_SIZE)
  return -EINVAL;

 /*
 * In the past we allowed btrfs_qgroup_inherit to specify to copy
 * rfer/excl numbers directly from other qgroups.  This behavior has
 * been disabled in userspace for a very long time, but here we should
 * also disable it in kernel, as this behavior is known to mark qgroup
 * inconsistent, and a rescan would wipe out the changes anyway.
 *
 * Reject any btrfs_qgroup_inherit with num_ref_copies or num_excl_copies.
 */
 if (inherit->num_ref_copies > 0 || inherit->num_excl_copies > 0)
  return -EINVAL;

 if (size != struct_size(inherit, qgroups, inherit->num_qgroups))
  return -EINVAL;

 /*
 * Skip the inherit source qgroups check if qgroup is not enabled.
 * Qgroup can still be later enabled causing problems, but in that case
 * btrfs_qgroup_inherit() would just ignore those invalid ones.
 */
 if (!btrfs_qgroup_enabled(fs_info))
  return 0;

 /*
 * Now check all the remaining qgroups, they should all:
 *
 * - Exist
 * - Be higher level qgroups.
 */
 for (int i = 0; i < inherit->num_qgroups; i++) {
  struct btrfs_qgroup *qgroup;
  u64 qgroupid = inherit->qgroups[i];

  if (btrfs_qgroup_level(qgroupid) == 0)
   return -EINVAL;

  spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
  qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, qgroupid);
  if (!qgroup) {
   spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
   return -ENOENT;
  }
  spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
 }
 return 0;
}

static int qgroup_auto_inherit(struct btrfs_fs_info *fs_info,
          u64 inode_rootid,
          struct btrfs_qgroup_inherit **inherit)
{
 int i = 0;
 u64 num_qgroups = 0;
 struct btrfs_qgroup *inode_qg;
 struct btrfs_qgroup_list *qg_list;
 struct btrfs_qgroup_inherit *res;
 size_t struct_sz;
 u64 *qgids;

 if (*inherit)
  return -EEXIST;

 inode_qg = find_qgroup_rb(fs_info, inode_rootid);
 if (!inode_qg)
  return -ENOENT;

 num_qgroups = list_count_nodes(&inode_qg->groups);

 if (!num_qgroups)
  return 0;

 struct_sz = struct_size(res, qgroups, num_qgroups);
 if (struct_sz == SIZE_MAX)
  return -ERANGE;

 res = kzalloc(struct_sz, GFP_NOFS);
 if (!res)
  return -ENOMEM;
 res->num_qgroups = num_qgroups;
 qgids = res->qgroups;

 list_for_each_entry(qg_list, &inode_qg->groups, next_group)
  qgids[i++] = qg_list->group->qgroupid;

 *inherit = res;
 return 0;
}

/*
 * Check if we can skip rescan when inheriting qgroups.  If @src has a single
 * @parent, and that @parent is owning all its bytes exclusively, we can skip
 * the full rescan, by just adding nodesize to the @parent's excl/rfer.
 *
 * Return <0 for fatal errors (like srcid/parentid has no qgroup).
 * Return 0 if a quick inherit is done.
 * Return >0 if a quick inherit is not possible, and a full rescan is needed.
 */
static int qgroup_snapshot_quick_inherit(struct btrfs_fs_info *fs_info,
      u64 srcid, u64 parentid)
{
 struct btrfs_qgroup *src;
 struct btrfs_qgroup *parent;
 struct btrfs_qgroup_list *list;
 int nr_parents = 0;

 src = find_qgroup_rb(fs_info, srcid);
 if (!src)
  return -ENOENT;
 parent = find_qgroup_rb(fs_info, parentid);
 if (!parent)
  return -ENOENT;

 /*
 * Source has no parent qgroup, but our new qgroup would have one.
 * Qgroup numbers would become inconsistent.
 */
 if (list_empty(&src->groups))
  return 1;

 list_for_each_entry(list, &src->groups, next_group) {
  /* The parent is not the same, quick update is not possible. */
  if (list->group->qgroupid != parentid)
   return 1;
  nr_parents++;
  /*
 * More than one parent qgroup, we can't be sure about accounting
 * consistency.
 */
  if (nr_parents > 1)
   return 1;
 }

 /*
 * The parent is not exclusively owning all its bytes.  We're not sure
 * if the source has any bytes not fully owned by the parent.
 */
 if (parent->excl != parent->rfer)
  return 1;

 parent->excl += fs_info->nodesize;
 parent->rfer += fs_info->nodesize;
 return 0;
}

/*
 * Copy the accounting information between qgroups. This is necessary
 * when a snapshot or a subvolume is created. Throwing an error will
 * cause a transaction abort so we take extra care here to only error
 * when a readonly fs is a reasonable outcome.
 */
int btrfs_qgroup_inherit(struct btrfs_trans_handle *trans, u64 srcid,
    u64 objectid, u64 inode_rootid,
    struct btrfs_qgroup_inherit *inherit)
{
 int ret = 0;
 u64 *i_qgroups;
 bool committing = false;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_root *quota_root;
 struct btrfs_qgroup *srcgroup;
 struct btrfs_qgroup *dstgroup;
 struct btrfs_qgroup *prealloc;
 struct btrfs_qgroup_list **qlist_prealloc = NULL;
 bool free_inherit = false;
 bool need_rescan = false;
 u32 level_size = 0;
 u64 nums;

 if (!btrfs_qgroup_enabled(fs_info))
  return 0;

 prealloc = kzalloc(sizeof(*prealloc), GFP_NOFS);
 if (!prealloc)
  return -ENOMEM;

 /*
 * There are only two callers of this function.
 *
 * One in create_subvol() in the ioctl context, which needs to hold
 * the qgroup_ioctl_lock.
 *
 * The other one in create_pending_snapshot() where no other qgroup
 * code can modify the fs as they all need to either start a new trans
 * or hold a trans handler, thus we don't need to hold
 * qgroup_ioctl_lock.
 * This would avoid long and complex lock chain and make lockdep happy.
 */
 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 if (trans->transaction->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING)
  committing = true;
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 if (!committing)
  mutex_lock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);

 quota_root = fs_info->quota_root;
 if (!quota_root) {
  ret = -EINVAL;
  goto out;
 }

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_SIMPLE && !inherit) {
  ret = qgroup_auto_inherit(fs_info, inode_rootid, &inherit);
  if (ret)
   goto out;
  free_inherit = true;
 }

 if (inherit) {
  i_qgroups = (u64 *)(inherit + 1);
  nums = inherit->num_qgroups + 2 * inherit->num_ref_copies +
         2 * inherit->num_excl_copies;
  for (int i = 0; i < nums; i++) {
   srcgroup = find_qgroup_rb(fs_info, *i_qgroups);

   /*
 * Zero out invalid groups so we can ignore
 * them later.
 */
   if (!srcgroup ||
       ((srcgroup->qgroupid >> 48) <= (objectid >> 48)))
    *i_qgroups = 0ULL;

   ++i_qgroups;
  }
 }

 /*
 * create a tracking group for the subvol itself
 */
 ret = add_qgroup_item(trans, quota_root, objectid);
 if (ret)
  goto out;

 /*
 * add qgroup to all inherited groups
 */
 if (inherit) {
  i_qgroups = (u64 *)(inherit + 1);
  for (int i = 0; i < inherit->num_qgroups; i++, i_qgroups++) {
   if (*i_qgroups == 0)
    continue;
   ret = add_qgroup_relation_item(trans, objectid,
             *i_qgroups);
   if (ret && ret != -EEXIST)
    goto out;
   ret = add_qgroup_relation_item(trans, *i_qgroups,
             objectid);
   if (ret && ret != -EEXIST)
    goto out;
  }
  ret = 0;

  qlist_prealloc = kcalloc(inherit->num_qgroups,
      sizeof(struct btrfs_qgroup_list *),
      GFP_NOFS);
  if (!qlist_prealloc) {
   ret = -ENOMEM;
   goto out;
  }
  for (int i = 0; i < inherit->num_qgroups; i++) {
   qlist_prealloc[i] = kzalloc(sizeof(struct btrfs_qgroup_list),
          GFP_NOFS);
   if (!qlist_prealloc[i]) {
    ret = -ENOMEM;
    goto out;
   }
  }
 }

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);

 dstgroup = add_qgroup_rb(fs_info, prealloc, objectid);
 prealloc = NULL;

 if (inherit && inherit->flags & BTRFS_QGROUP_INHERIT_SET_LIMITS) {
  dstgroup->lim_flags = inherit->lim.flags;
  dstgroup->max_rfer = inherit->lim.max_rfer;
  dstgroup->max_excl = inherit->lim.max_excl;
  dstgroup->rsv_rfer = inherit->lim.rsv_rfer;
  dstgroup->rsv_excl = inherit->lim.rsv_excl;

  qgroup_dirty(fs_info, dstgroup);
 }

 if (srcid && btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_FULL) {
  srcgroup = find_qgroup_rb(fs_info, srcid);
  if (!srcgroup)
   goto unlock;

  /*
 * We call inherit after we clone the root in order to make sure
 * our counts don't go crazy, so at this point the only
 * difference between the two roots should be the root node.
 */
  level_size = fs_info->nodesize;
  dstgroup->rfer = srcgroup->rfer;
  dstgroup->rfer_cmpr = srcgroup->rfer_cmpr;
  dstgroup->excl = level_size;
  dstgroup->excl_cmpr = level_size;
  srcgroup->excl = level_size;
  srcgroup->excl_cmpr = level_size;

  /* inherit the limit info */
  dstgroup->lim_flags = srcgroup->lim_flags;
  dstgroup->max_rfer = srcgroup->max_rfer;
  dstgroup->max_excl = srcgroup->max_excl;
  dstgroup->rsv_rfer = srcgroup->rsv_rfer;
  dstgroup->rsv_excl = srcgroup->rsv_excl;

  qgroup_dirty(fs_info, dstgroup);
  qgroup_dirty(fs_info, srcgroup);

  /*
 * If the source qgroup has parent but the new one doesn't,
 * we need a full rescan.
 */
  if (!inherit && !list_empty(&srcgroup->groups))
   need_rescan = true;
 }

 if (!inherit)
  goto unlock;

 i_qgroups = (u64 *)(inherit + 1);
 for (int i = 0; i < inherit->num_qgroups; i++) {
  if (*i_qgroups) {
   ret = add_relation_rb(fs_info, qlist_prealloc[i], objectid,
           *i_qgroups);
   qlist_prealloc[i] = NULL;
   if (ret)
    goto unlock;
  }
  if (srcid) {
   /* Check if we can do a quick inherit. */
   ret = qgroup_snapshot_quick_inherit(fs_info, srcid, *i_qgroups);
   if (ret < 0)
    goto unlock;
   if (ret > 0)
    need_rescan = true;
   ret = 0;
  }
  ++i_qgroups;
 }

 for (int i = 0; i < inherit->num_ref_copies; i++, i_qgroups += 2) {
  struct btrfs_qgroup *src;
  struct btrfs_qgroup *dst;

  if (!i_qgroups[0] || !i_qgroups[1])
   continue;

  src = find_qgroup_rb(fs_info, i_qgroups[0]);
  dst = find_qgroup_rb(fs_info, i_qgroups[1]);

  if (!src || !dst) {
   ret = -EINVAL;
   goto unlock;
  }

  dst->rfer = src->rfer - level_size;
  dst->rfer_cmpr = src->rfer_cmpr - level_size;

  /* Manually tweaking numbers certainly needs a rescan */
  need_rescan = true;
 }
 for (int i = 0; i < inherit->num_excl_copies; i++, i_qgroups += 2) {
  struct btrfs_qgroup *src;
  struct btrfs_qgroup *dst;

  if (!i_qgroups[0] || !i_qgroups[1])
   continue;

  src = find_qgroup_rb(fs_info, i_qgroups[0]);
  dst = find_qgroup_rb(fs_info, i_qgroups[1]);

  if (!src || !dst) {
   ret = -EINVAL;
   goto unlock;
  }

  dst->excl = src->excl + level_size;
  dst->excl_cmpr = src->excl_cmpr + level_size;
  need_rescan = true;
 }

unlock:
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
 if (!ret)
  ret = btrfs_sysfs_add_one_qgroup(fs_info, dstgroup);
out:
 if (!committing)
  mutex_unlock(&fs_info->qgroup_ioctl_lock);
 if (need_rescan)
  qgroup_mark_inconsistent(fs_info, "qgroup inherit needs a rescan");
 if (qlist_prealloc) {
  for (int i = 0; i < inherit->num_qgroups; i++)
   kfree(qlist_prealloc[i]);
  kfree(qlist_prealloc);
 }
 if (free_inherit)
  kfree(inherit);
 kfree(prealloc);
 return ret;
}

static bool qgroup_check_limits(const struct btrfs_qgroup *qg, u64 num_bytes)
{
 if ((qg->lim_flags & BTRFS_QGROUP_LIMIT_MAX_RFER) &&
     qgroup_rsv_total(qg) + (s64)qg->rfer + num_bytes > qg->max_rfer)
  return false;

 if ((qg->lim_flags & BTRFS_QGROUP_LIMIT_MAX_EXCL) &&
     qgroup_rsv_total(qg) + (s64)qg->excl + num_bytes > qg->max_excl)
  return false;

 return true;
}

static int qgroup_reserve(struct btrfs_root *root, u64 num_bytes, bool enforce,
     enum btrfs_qgroup_rsv_type type)
{
 struct btrfs_qgroup *qgroup;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 u64 ref_root = btrfs_root_id(root);
 int ret = 0;
 LIST_HEAD(qgroup_list);

 if (!btrfs_is_fstree(ref_root))
  return 0;

 if (num_bytes == 0)
  return 0;

 if (test_bit(BTRFS_FS_QUOTA_OVERRIDE, &fs_info->flags) &&
     capable(CAP_SYS_RESOURCE))
  enforce = false;

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 if (!fs_info->quota_root)
  goto out;

 qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, ref_root);
 if (!qgroup)
  goto out;

 qgroup_iterator_add(&qgroup_list, qgroup);
 list_for_each_entry(qgroup, &qgroup_list, iterator) {
  struct btrfs_qgroup_list *glist;

  if (enforce && !qgroup_check_limits(qgroup, num_bytes)) {
   ret = -EDQUOT;
   goto out;
  }

  list_for_each_entry(glist, &qgroup->groups, next_group)
   qgroup_iterator_add(&qgroup_list, glist->group);
 }

 ret = 0;
 /*
 * no limits exceeded, now record the reservation into all qgroups
 */
 list_for_each_entry(qgroup, &qgroup_list, iterator)
  qgroup_rsv_add(fs_info, qgroup, num_bytes, type);

out:
 qgroup_iterator_clean(&qgroup_list);
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
 return ret;
}

/*
 * Free @num_bytes of reserved space with @type for qgroup.  (Normally level 0
 * qgroup).
 *
 * Will handle all higher level qgroup too.
 *
 * NOTE: If @num_bytes is (u64)-1, this means to free all bytes of this qgroup.
 * This special case is only used for META_PERTRANS type.
 */
void btrfs_qgroup_free_refroot(struct btrfs_fs_info *fs_info,
          u64 ref_root, u64 num_bytes,
          enum btrfs_qgroup_rsv_type type)
{
 struct btrfs_qgroup *qgroup;
 LIST_HEAD(qgroup_list);

 if (!btrfs_is_fstree(ref_root))
  return;

 if (num_bytes == 0)
  return;

 if (num_bytes == (u64)-1 && type != BTRFS_QGROUP_RSV_META_PERTRANS) {
  WARN(1, "%s: Invalid type to free", __func__);
  return;
 }
 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);

 if (!fs_info->quota_root)
  goto out;

 qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, ref_root);
 if (!qgroup)
  goto out;

 if (num_bytes == (u64)-1)
  /*
 * We're freeing all pertrans rsv, get reserved value from
 * level 0 qgroup as real num_bytes to free.
 */
  num_bytes = qgroup->rsv.values[type];

 qgroup_iterator_add(&qgroup_list, qgroup);
 list_for_each_entry(qgroup, &qgroup_list, iterator) {
  struct btrfs_qgroup_list *glist;

  qgroup_rsv_release(fs_info, qgroup, num_bytes, type);
  list_for_each_entry(glist, &qgroup->groups, next_group) {
   qgroup_iterator_add(&qgroup_list, glist->group);
  }
 }
out:
 qgroup_iterator_clean(&qgroup_list);
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
}

/*
 * Check if the leaf is the last leaf. Which means all node pointers
 * are at their last position.
 */
static bool is_last_leaf(struct btrfs_path *path)
{
 int i;

 for (i = 1; i < BTRFS_MAX_LEVEL && path->nodes[i]; i++) {
  if (path->slots[i] != btrfs_header_nritems(path->nodes[i]) - 1)
   return false;
 }
 return true;
}

/*
 * returns < 0 on error, 0 when more leafs are to be scanned.
 * returns 1 when done.
 */
static int qgroup_rescan_leaf(struct btrfs_trans_handle *trans,
         struct btrfs_path *path)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_root *extent_root;
 struct btrfs_key found;
 struct extent_buffer *scratch_leaf = NULL;
 u64 num_bytes;
 bool done;
 int slot;
 int ret;

 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info))
  return 1;

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
 extent_root = btrfs_extent_root(fs_info,
    fs_info->qgroup_rescan_progress.objectid);
 ret = btrfs_search_slot_for_read(extent_root,
      &fs_info->qgroup_rescan_progress,
      path, 1, 0);

 btrfs_debug(fs_info,
  "current progress key (%llu %u %llu), search_slot ret %d",
  fs_info->qgroup_rescan_progress.objectid,
  fs_info->qgroup_rescan_progress.type,
  fs_info->qgroup_rescan_progress.offset, ret);

 if (ret) {
  /*
 * The rescan is about to end, we will not be scanning any
 * further blocks. We cannot unset the RESCAN flag here, because
 * we want to commit the transaction if everything went well.
 * To make the live accounting work in this phase, we set our
 * scan progress pointer such that every real extent objectid
 * will be smaller.
 */
  fs_info->qgroup_rescan_progress.objectid = (u64)-1;
  btrfs_release_path(path);
  mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
  return ret;
 }
 done = is_last_leaf(path);

 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found,
         btrfs_header_nritems(path->nodes[0]) - 1);
 fs_info->qgroup_rescan_progress.objectid = found.objectid + 1;

 scratch_leaf = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
 if (!scratch_leaf) {
  ret = -ENOMEM;
  mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
  goto out;
 }
 slot = path->slots[0];
 btrfs_release_path(path);
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);

 for (; slot < btrfs_header_nritems(scratch_leaf); ++slot) {
  struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };

  btrfs_item_key_to_cpu(scratch_leaf, &found, slot);
  if (found.type != BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY &&
      found.type != BTRFS_METADATA_ITEM_KEY)
   continue;
  if (found.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY)
   num_bytes = fs_info->nodesize;
  else
   num_bytes = found.offset;

  ctx.bytenr = found.objectid;
  ctx.fs_info = fs_info;

  ret = btrfs_find_all_roots(&ctx, false);
  if (ret < 0)
   goto out;
  /* For rescan, just pass old_roots as NULL */
  ret = btrfs_qgroup_account_extent(trans, found.objectid,
        num_bytes, NULL, ctx.roots);
  if (ret < 0)
   goto out;
 }
out:
 if (scratch_leaf)
  free_extent_buffer(scratch_leaf);

 if (done && !ret) {
  ret = 1;
  fs_info->qgroup_rescan_progress.objectid = (u64)-1;
 }
 return ret;
}

static bool rescan_should_stop(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 if (btrfs_fs_closing(fs_info))
  return true;
 if (test_bit(BTRFS_FS_STATE_REMOUNTING, &fs_info->fs_state))
  return true;
 if (!btrfs_qgroup_enabled(fs_info))
  return true;
 if (fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_CANCEL_RESCAN)
  return true;
 return false;
}

static void btrfs_qgroup_rescan_worker(struct btrfs_work *work)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = container_of(work, struct btrfs_fs_info,
           qgroup_rescan_work);
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
 int ret = 0;
 bool stopped = false;
 bool did_leaf_rescans = false;

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_SIMPLE)
  return;

 path = btrfs_alloc_path();
 if (!path) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }
 /*
 * Rescan should only search for commit root, and any later difference
 * should be recorded by qgroup
 */
 path->search_commit_root = 1;
 path->skip_locking = 1;

 while (!ret && !(stopped = rescan_should_stop(fs_info))) {
  trans = btrfs_start_transaction(fs_info->fs_root, 0);
  if (IS_ERR(trans)) {
   ret = PTR_ERR(trans);
   break;
  }

  ret = qgroup_rescan_leaf(trans, path);
  did_leaf_rescans = true;

  if (ret > 0)
   btrfs_commit_transaction(trans);
  else
   btrfs_end_transaction(trans);
 }

out:
 btrfs_free_path(path);

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
 if (ret > 0 &&
     fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_INCONSISTENT) {
  fs_info->qgroup_flags &= ~BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_INCONSISTENT;
 } else if (ret < 0 || stopped) {
  fs_info->qgroup_flags |= BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_INCONSISTENT;
 }
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);

 /*
 * Only update status, since the previous part has already updated the
 * qgroup info, and only if we did any actual work. This also prevents
 * race with a concurrent quota disable, which has already set
 * fs_info->quota_root to NULL and cleared BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED at
 * btrfs_quota_disable().
 */
 if (did_leaf_rescans) {
  trans = btrfs_start_transaction(fs_info->quota_root, 1);
  if (IS_ERR(trans)) {
   ret = PTR_ERR(trans);
   trans = NULL;
   btrfs_err(fs_info,
      "fail to start transaction for status update: %d",
      ret);
  }
 } else {
  trans = NULL;
 }

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
 if (!stopped ||
     fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_CANCEL_RESCAN)
  fs_info->qgroup_flags &= ~BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_RESCAN;
 if (trans) {
  int ret2 = update_qgroup_status_item(trans);

  if (ret2 < 0) {
   ret = ret2;
   btrfs_err(fs_info, "fail to update qgroup status: %d", ret);
  }
 }
 fs_info->qgroup_rescan_running = false;
 fs_info->qgroup_flags &= ~BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_CANCEL_RESCAN;
 complete_all(&fs_info->qgroup_rescan_completion);
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);

 if (!trans)
  return;

 btrfs_end_transaction(trans);

 if (stopped) {
  btrfs_info(fs_info, "qgroup scan paused");
 } else if (fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_CANCEL_RESCAN) {
  btrfs_info(fs_info, "qgroup scan cancelled");
 } else if (ret >= 0) {
  btrfs_info(fs_info, "qgroup scan completed%s",
   ret > 0 ? " (inconsistency flag cleared)" : "");
 } else {
  btrfs_err(fs_info, "qgroup scan failed with %d", ret);
 }
}

/*
 * Checks that (a) no rescan is running and (b) quota is enabled. Allocates all
 * memory required for the rescan context.
 */
static int
qgroup_rescan_init(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 progress_objectid,
     int init_flags)
{
 int ret = 0;

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_SIMPLE) {
  btrfs_warn(fs_info, "qgroup rescan init failed, running in simple mode");
  return -EINVAL;
 }

 if (!init_flags) {
  /* we're resuming qgroup rescan at mount time */
  if (!(fs_info->qgroup_flags &
        BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_RESCAN)) {
   btrfs_debug(fs_info,
   "qgroup rescan init failed, qgroup rescan is not queued");
   ret = -EINVAL;
  } else if (!(fs_info->qgroup_flags &
        BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_ON)) {
   btrfs_debug(fs_info,
   "qgroup rescan init failed, qgroup is not enabled");
   ret = -ENOTCONN;
  }

  if (ret)
   return ret;
 }

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);

 if (init_flags) {
  if (fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_RESCAN) {
   ret = -EINPROGRESS;
  } else if (!(fs_info->qgroup_flags &
        BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_ON)) {
   btrfs_debug(fs_info,
   "qgroup rescan init failed, qgroup is not enabled");
   ret = -ENOTCONN;
  } else if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_DISABLED) {
   /* Quota disable is in progress */
   ret = -EBUSY;
  }

  if (ret) {
   mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
   return ret;
  }
  fs_info->qgroup_flags |= BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_RESCAN;
 }

 memset(&fs_info->qgroup_rescan_progress, 0,
  sizeof(fs_info->qgroup_rescan_progress));
 fs_info->qgroup_flags &= ~(BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_CANCEL_RESCAN |
       BTRFS_QGROUP_RUNTIME_FLAG_NO_ACCOUNTING);
 fs_info->qgroup_rescan_progress.objectid = progress_objectid;
 init_completion(&fs_info->qgroup_rescan_completion);
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);

 btrfs_init_work(&fs_info->qgroup_rescan_work,
   btrfs_qgroup_rescan_worker, NULL);
 return 0;
}

static void
qgroup_rescan_zero_tracking(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct rb_node *n;
 struct btrfs_qgroup *qgroup;

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 /* clear all current qgroup tracking information */
 for (n = rb_first(&fs_info->qgroup_tree); n; n = rb_next(n)) {
  qgroup = rb_entry(n, struct btrfs_qgroup, node);
  qgroup->rfer = 0;
  qgroup->rfer_cmpr = 0;
  qgroup->excl = 0;
  qgroup->excl_cmpr = 0;
  qgroup_dirty(fs_info, qgroup);
 }
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
}

int
btrfs_qgroup_rescan(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 int ret = 0;

 ret = qgroup_rescan_init(fs_info, 0, 1);
 if (ret)
  return ret;

 /*
 * We have set the rescan_progress to 0, which means no more
 * delayed refs will be accounted by btrfs_qgroup_account_ref.
 * However, btrfs_qgroup_account_ref may be right after its call
 * to btrfs_find_all_roots, in which case it would still do the
 * accounting.
 * To solve this, we're committing the transaction, which will
 * ensure we run all delayed refs and only after that, we are
 * going to clear all tracking information for a clean start.
 */

 ret = btrfs_commit_current_transaction(fs_info->fs_root);
 if (ret) {
  fs_info->qgroup_flags &= ~BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_RESCAN;
  return ret;
 }

 qgroup_rescan_zero_tracking(fs_info);

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
 /*
 * The rescan worker is only for full accounting qgroups, check if it's
 * enabled as it is pointless to queue it otherwise. A concurrent quota
 * disable may also have just cleared BTRFS_FS_QUOTA_ENABLED.
 */
 if (btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info)) {
  fs_info->qgroup_rescan_running = true;
  btrfs_queue_work(fs_info->qgroup_rescan_workers,
     &fs_info->qgroup_rescan_work);
 } else {
  ret = -ENOTCONN;
 }
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);

 return ret;
}

int btrfs_qgroup_wait_for_completion(struct btrfs_fs_info *fs_info,
         bool interruptible)
{
 int running;
 int ret = 0;

 mutex_lock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
 running = fs_info->qgroup_rescan_running;
 mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);

 if (!running)
  return 0;

 if (interruptible)
  ret = wait_for_completion_interruptible(
     &fs_info->qgroup_rescan_completion);
 else
  wait_for_completion(&fs_info->qgroup_rescan_completion);

 return ret;
}

/*
 * this is only called from open_ctree where we're still single threaded, thus
 * locking is omitted here.
 */
void
btrfs_qgroup_rescan_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 if (fs_info->qgroup_flags & BTRFS_QGROUP_STATUS_FLAG_RESCAN) {
  mutex_lock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
  fs_info->qgroup_rescan_running = true;
  btrfs_queue_work(fs_info->qgroup_rescan_workers,
     &fs_info->qgroup_rescan_work);
  mutex_unlock(&fs_info->qgroup_rescan_lock);
 }
}

#define rbtree_iterate_from_safe(node, next, start)    \
       for (node = start; node && ({ next = rb_next(node); 1;}); node = next)

static int qgroup_unreserve_range(struct btrfs_inode *inode,
      struct extent_changeset *reserved, u64 start,
      u64 len)
{
 struct rb_node *node;
 struct rb_node *next;
 struct ulist_node *entry;
 int ret = 0;

 node = reserved->range_changed.root.rb_node;
 if (!node)
  return 0;
 while (node) {
  entry = rb_entry(node, struct ulist_node, rb_node);
  if (entry->val < start)
   node = node->rb_right;
  else
   node = node->rb_left;
 }

 if (entry->val > start && rb_prev(&entry->rb_node))
  entry = rb_entry(rb_prev(&entry->rb_node), struct ulist_node,
     rb_node);

 rbtree_iterate_from_safe(node, next, &entry->rb_node) {
  u64 entry_start;
  u64 entry_end;
  u64 entry_len;
  int clear_ret;

  entry = rb_entry(node, struct ulist_node, rb_node);
  entry_start = entry->val;
  entry_end = entry->aux;
  entry_len = entry_end - entry_start + 1;

  if (entry_start >= start + len)
   break;
  if (entry_start + entry_len <= start)
   continue;
  /*
 * Now the entry is in [start, start + len), revert the
 * EXTENT_QGROUP_RESERVED bit.
 */
  clear_ret = btrfs_clear_extent_bit(&inode->io_tree, entry_start, entry_end,
         EXTENT_QGROUP_RESERVED, NULL);
  if (!ret && clear_ret < 0)
   ret = clear_ret;

  ulist_del(&reserved->range_changed, entry->val, entry->aux);
  if (likely(reserved->bytes_changed >= entry_len)) {
   reserved->bytes_changed -= entry_len;
  } else {
   WARN_ON(1);
   reserved->bytes_changed = 0;
  }
 }

 return ret;
}

/*
 * Try to free some space for qgroup.
 *
 * For qgroup, there are only 3 ways to free qgroup space:
 * - Flush nodatacow write
 *   Any nodatacow write will free its reserved data space at run_delalloc_range().
 *   In theory, we should only flush nodatacow inodes, but it's not yet
 *   possible, so we need to flush the whole root.
 *
 * - Wait for ordered extents
 *   When ordered extents are finished, their reserved metadata is finally
 *   converted to per_trans status, which can be freed by later commit
 *   transaction.
 *
 * - Commit transaction
 *   This would free the meta_per_trans space.
 *   In theory this shouldn't provide much space, but any more qgroup space
 *   is needed.
 */
static int try_flush_qgroup(struct btrfs_root *root)
{
 int ret;

 /* Can't hold an open transaction or we run the risk of deadlocking. */
 ASSERT(current->journal_info == NULL);
 if (WARN_ON(current->journal_info))
  return 0;

 /*
 * We don't want to run flush again and again, so if there is a running
 * one, we won't try to start a new flush, but exit directly.
 */
 if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_QGROUP_FLUSHING, &root->state)) {
  wait_event(root->qgroup_flush_wait,
   !test_bit(BTRFS_ROOT_QGROUP_FLUSHING, &root->state));
  return 0;
 }

 ret = btrfs_start_delalloc_snapshot(root, true);
 if (ret < 0)
  goto out;
 btrfs_wait_ordered_extents(root, U64_MAX, NULL);

 /*
 * After waiting for ordered extents run delayed iputs in order to free
 * space from unlinked files before committing the current transaction,
 * as ordered extents may have been holding the last reference of an
 * inode and they add a delayed iput when they complete.
 */
 btrfs_run_delayed_iputs(root->fs_info);
 btrfs_wait_on_delayed_iputs(root->fs_info);

 ret = btrfs_commit_current_transaction(root);
out:
 clear_bit(BTRFS_ROOT_QGROUP_FLUSHING, &root->state);
 wake_up(&root->qgroup_flush_wait);
 return ret;
}

static int qgroup_reserve_data(struct btrfs_inode *inode,
   struct extent_changeset **reserved_ret, u64 start,
   u64 len)
{
 struct btrfs_root *root = inode->root;
 struct extent_changeset *reserved;
 bool new_reserved = false;
 u64 orig_reserved;
 u64 to_reserve;
 int ret;

 if (btrfs_qgroup_mode(root->fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_DISABLED ||
     !btrfs_is_fstree(btrfs_root_id(root)) || len == 0)
  return 0;

 /* @reserved parameter is mandatory for qgroup */
 if (WARN_ON(!reserved_ret))
  return -EINVAL;
 if (!*reserved_ret) {
  new_reserved = true;
  *reserved_ret = extent_changeset_alloc();
  if (!*reserved_ret)
   return -ENOMEM;
 }
 reserved = *reserved_ret;
 /* Record already reserved space */
 orig_reserved = reserved->bytes_changed;
 ret = btrfs_set_record_extent_bits(&inode->io_tree, start,
        start + len - 1, EXTENT_QGROUP_RESERVED,
        reserved);

 /* Newly reserved space */
 to_reserve = reserved->bytes_changed - orig_reserved;
 trace_btrfs_qgroup_reserve_data(&inode->vfs_inode, start, len,
     to_reserve, QGROUP_RESERVE);
 if (ret < 0)
  goto out;
 ret = qgroup_reserve(root, to_reserve, true, BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
 if (ret < 0)
  goto cleanup;

 return ret;

cleanup:
 qgroup_unreserve_range(inode, reserved, start, len);
out:
 if (new_reserved) {
  extent_changeset_free(reserved);
  *reserved_ret = NULL;
 }
 return ret;
}

/*
 * Reserve qgroup space for range [start, start + len).
 *
 * This function will either reserve space from related qgroups or do nothing
 * if the range is already reserved.
 *
 * Return 0 for successful reservation
 * Return <0 for error (including -EQUOT)
 *
 * NOTE: This function may sleep for memory allocation, dirty page flushing and
 *  commit transaction. So caller should not hold any dirty page locked.
 */
int btrfs_qgroup_reserve_data(struct btrfs_inode *inode,
   struct extent_changeset **reserved_ret, u64 start,
   u64 len)
{
 int ret;

 ret = qgroup_reserve_data(inode, reserved_ret, start, len);
 if (ret <= 0 && ret != -EDQUOT)
  return ret;

 ret = try_flush_qgroup(inode->root);
 if (ret < 0)
  return ret;
 return qgroup_reserve_data(inode, reserved_ret, start, len);
}

/* Free ranges specified by @reserved, normally in error path */
static int qgroup_free_reserved_data(struct btrfs_inode *inode,
         struct extent_changeset *reserved,
         u64 start, u64 len, u64 *freed_ret)
{
 struct btrfs_root *root = inode->root;
 struct ulist_node *unode;
 struct ulist_iterator uiter;
 struct extent_changeset changeset;
 u64 freed = 0;
 int ret;

 extent_changeset_init(&changeset);
 len = round_up(start + len, root->fs_info->sectorsize);
 start = round_down(start, root->fs_info->sectorsize);

 ULIST_ITER_INIT(&uiter);
 while ((unode = ulist_next(&reserved->range_changed, &uiter))) {
  u64 range_start = unode->val;
  /* unode->aux is the inclusive end */
  u64 range_len = unode->aux - range_start + 1;
  u64 free_start;
  u64 free_len;

  extent_changeset_release(&changeset);

  /* Only free range in range [start, start + len) */
  if (range_start >= start + len ||
      range_start + range_len <= start)
   continue;
  free_start = max(range_start, start);
  free_len = min(start + len, range_start + range_len) -
      free_start;
  /*
 * TODO: To also modify reserved->ranges_reserved to reflect
 * the modification.
 *
 * However as long as we free qgroup reserved according to
 * EXTENT_QGROUP_RESERVED, we won't double free.
 * So not need to rush.
 */
  ret = btrfs_clear_record_extent_bits(&inode->io_tree, free_start,
           free_start + free_len - 1,
           EXTENT_QGROUP_RESERVED,
           &changeset);
  if (ret < 0)
   goto out;
  freed += changeset.bytes_changed;
 }
 btrfs_qgroup_free_refroot(root->fs_info, btrfs_root_id(root), freed,
      BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
 if (freed_ret)
  *freed_ret = freed;
 ret = 0;
out:
 extent_changeset_release(&changeset);
 return ret;
}

static int __btrfs_qgroup_release_data(struct btrfs_inode *inode,
   struct extent_changeset *reserved, u64 start, u64 len,
   u64 *released, int free)
{
 struct extent_changeset changeset;
 int trace_op = QGROUP_RELEASE;
 int ret;

 if (btrfs_qgroup_mode(inode->root->fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_DISABLED) {
  return btrfs_clear_record_extent_bits(&inode->io_tree, start,
            start + len - 1,
            EXTENT_QGROUP_RESERVED, NULL);
 }

 /* In release case, we shouldn't have @reserved */
 WARN_ON(!free && reserved);
 if (free && reserved)
  return qgroup_free_reserved_data(inode, reserved, start, len, released);
 extent_changeset_init(&changeset);
 ret = btrfs_clear_record_extent_bits(&inode->io_tree, start, start + len - 1,
          EXTENT_QGROUP_RESERVED, &changeset);
 if (ret < 0)
  goto out;

 if (free)
  trace_op = QGROUP_FREE;
 trace_btrfs_qgroup_release_data(&inode->vfs_inode, start, len,
     changeset.bytes_changed, trace_op);
 if (free)
  btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
    btrfs_root_id(inode->root),
    changeset.bytes_changed, BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
 if (released)
  *released = changeset.bytes_changed;
out:
 extent_changeset_release(&changeset);
 return ret;
}

/*
 * Free a reserved space range from io_tree and related qgroups
 *
 * Should be called when a range of pages get invalidated before reaching disk.
 * Or for error cleanup case.
 * if @reserved is given, only reserved range in [@start, @start + @len) will
 * be freed.
 *
 * For data written to disk, use btrfs_qgroup_release_data().
 *
 * NOTE: This function may sleep for memory allocation.
 */
int btrfs_qgroup_free_data(struct btrfs_inode *inode,
      struct extent_changeset *reserved,
      u64 start, u64 len, u64 *freed)
{
 return __btrfs_qgroup_release_data(inode, reserved, start, len, freed, 1);
}

/*
 * Release a reserved space range from io_tree only.
 *
 * Should be called when a range of pages get written to disk and corresponding
 * FILE_EXTENT is inserted into corresponding root.
 *
 * Since new qgroup accounting framework will only update qgroup numbers at
 * commit_transaction() time, its reserved space shouldn't be freed from
 * related qgroups.
 *
 * But we should release the range from io_tree, to allow further write to be
 * COWed.
 *
 * NOTE: This function may sleep for memory allocation.
 */
int btrfs_qgroup_release_data(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len, u64 *released)
{
 return __btrfs_qgroup_release_data(inode, NULL, start, len, released, 0);
}

static void add_root_meta_rsv(struct btrfs_root *root, int num_bytes,
         enum btrfs_qgroup_rsv_type type)
{
 if (type != BTRFS_QGROUP_RSV_META_PREALLOC &&
     type != BTRFS_QGROUP_RSV_META_PERTRANS)
  return;
 if (num_bytes == 0)
  return;

 spin_lock(&root->qgroup_meta_rsv_lock);
 if (type == BTRFS_QGROUP_RSV_META_PREALLOC)
  root->qgroup_meta_rsv_prealloc += num_bytes;
 else
  root->qgroup_meta_rsv_pertrans += num_bytes;
 spin_unlock(&root->qgroup_meta_rsv_lock);
}

static int sub_root_meta_rsv(struct btrfs_root *root, int num_bytes,
        enum btrfs_qgroup_rsv_type type)
{
 if (type != BTRFS_QGROUP_RSV_META_PREALLOC &&
     type != BTRFS_QGROUP_RSV_META_PERTRANS)
  return 0;
 if (num_bytes == 0)
  return 0;

 spin_lock(&root->qgroup_meta_rsv_lock);
 if (type == BTRFS_QGROUP_RSV_META_PREALLOC) {
  num_bytes = min_t(u64, root->qgroup_meta_rsv_prealloc,
      num_bytes);
  root->qgroup_meta_rsv_prealloc -= num_bytes;
 } else {
  num_bytes = min_t(u64, root->qgroup_meta_rsv_pertrans,
      num_bytes);
  root->qgroup_meta_rsv_pertrans -= num_bytes;
 }
 spin_unlock(&root->qgroup_meta_rsv_lock);
 return num_bytes;
}

int btrfs_qgroup_reserve_meta(struct btrfs_root *root, int num_bytes,
         enum btrfs_qgroup_rsv_type type, bool enforce)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 int ret;

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_DISABLED ||
     !btrfs_is_fstree(btrfs_root_id(root)) || num_bytes == 0)
  return 0;

 BUG_ON(num_bytes != round_down(num_bytes, fs_info->nodesize));
 trace_btrfs_qgroup_meta_reserve(root, (s64)num_bytes, type);
 ret = qgroup_reserve(root, num_bytes, enforce, type);
 if (ret < 0)
  return ret;
 /*
 * Record what we have reserved into root.
 *
 * To avoid quota disabled->enabled underflow.
 * In that case, we may try to free space we haven't reserved
 * (since quota was disabled), so record what we reserved into root.
 * And ensure later release won't underflow this number.
 */
 add_root_meta_rsv(root, num_bytes, type);
 return ret;
}

int __btrfs_qgroup_reserve_meta(struct btrfs_root *root, int num_bytes,
    enum btrfs_qgroup_rsv_type type, bool enforce,
    bool noflush)
{
 int ret;

 ret = btrfs_qgroup_reserve_meta(root, num_bytes, type, enforce);
 if ((ret <= 0 && ret != -EDQUOT) || noflush)
  return ret;

 ret = try_flush_qgroup(root);
 if (ret < 0)
  return ret;
 return btrfs_qgroup_reserve_meta(root, num_bytes, type, enforce);
}

/*
 * Per-transaction meta reservation should be all freed at transaction commit
 * time
 */
void btrfs_qgroup_free_meta_all_pertrans(struct btrfs_root *root)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_DISABLED ||
     !btrfs_is_fstree(btrfs_root_id(root)))
  return;

 /* TODO: Update trace point to handle such free */
 trace_btrfs_qgroup_meta_free_all_pertrans(root);
 /* Special value -1 means to free all reserved space */
 btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, btrfs_root_id(root), (u64)-1,
      BTRFS_QGROUP_RSV_META_PERTRANS);
}

void __btrfs_qgroup_free_meta(struct btrfs_root *root, int num_bytes,
         enum btrfs_qgroup_rsv_type type)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_DISABLED ||
     !btrfs_is_fstree(btrfs_root_id(root)))
  return;

 /*
 * reservation for META_PREALLOC can happen before quota is enabled,
 * which can lead to underflow.
 * Here ensure we will only free what we really have reserved.
 */
 num_bytes = sub_root_meta_rsv(root, num_bytes, type);
 BUG_ON(num_bytes != round_down(num_bytes, fs_info->nodesize));
 trace_btrfs_qgroup_meta_reserve(root, -(s64)num_bytes, type);
 btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, btrfs_root_id(root), num_bytes, type);
}

static void qgroup_convert_meta(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 ref_root,
    int num_bytes)
{
 struct btrfs_qgroup *qgroup;
 LIST_HEAD(qgroup_list);

 if (num_bytes == 0)
  return;
 if (!fs_info->quota_root)
  return;

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, ref_root);
 if (!qgroup)
  goto out;

 qgroup_iterator_add(&qgroup_list, qgroup);
 list_for_each_entry(qgroup, &qgroup_list, iterator) {
  struct btrfs_qgroup_list *glist;

  qgroup_rsv_release(fs_info, qgroup, num_bytes,
    BTRFS_QGROUP_RSV_META_PREALLOC);
  if (!sb_rdonly(fs_info->sb))
   qgroup_rsv_add(fs_info, qgroup, num_bytes,
           BTRFS_QGROUP_RSV_META_PERTRANS);

  list_for_each_entry(glist, &qgroup->groups, next_group)
   qgroup_iterator_add(&qgroup_list, glist->group);
 }
out:
 qgroup_iterator_clean(&qgroup_list);
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
}

/*
 * Convert @num_bytes of META_PREALLOCATED reservation to META_PERTRANS.
 *
 * This is called when preallocated meta reservation needs to be used.
 * Normally after btrfs_join_transaction() call.
 */
void btrfs_qgroup_convert_reserved_meta(struct btrfs_root *root, int num_bytes)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_DISABLED ||
     !btrfs_is_fstree(btrfs_root_id(root)))
  return;
 /* Same as btrfs_qgroup_free_meta_prealloc() */
 num_bytes = sub_root_meta_rsv(root, num_bytes,
          BTRFS_QGROUP_RSV_META_PREALLOC);
 trace_btrfs_qgroup_meta_convert(root, num_bytes);
 qgroup_convert_meta(fs_info, btrfs_root_id(root), num_bytes);
 if (!sb_rdonly(fs_info->sb))
  add_root_meta_rsv(root, num_bytes, BTRFS_QGROUP_RSV_META_PERTRANS);
}

/*
 * Check qgroup reserved space leaking, normally at destroy inode
 * time
 */
void btrfs_qgroup_check_reserved_leak(struct btrfs_inode *inode)
{
 struct extent_changeset changeset;
 struct ulist_node *unode;
 struct ulist_iterator iter;
 int ret;

 extent_changeset_init(&changeset);
 ret = btrfs_clear_record_extent_bits(&inode->io_tree, 0, (u64)-1,
          EXTENT_QGROUP_RESERVED, &changeset);

 WARN_ON(ret < 0);
 if (WARN_ON(changeset.bytes_changed)) {
  ULIST_ITER_INIT(&iter);
  while ((unode = ulist_next(&changeset.range_changed, &iter))) {
   btrfs_warn(inode->root->fs_info,
  "leaking qgroup reserved space, ino: %llu, start: %llu, end: %llu",
    btrfs_ino(inode), unode->val, unode->aux);
  }
  btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
    btrfs_root_id(inode->root),
    changeset.bytes_changed, BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);

 }
 extent_changeset_release(&changeset);
}

void btrfs_qgroup_init_swapped_blocks(
 struct btrfs_qgroup_swapped_blocks *swapped_blocks)
{
 int i;

 spin_lock_init(&swapped_blocks->lock);
 for (i = 0; i < BTRFS_MAX_LEVEL; i++)
  swapped_blocks->blocks[i] = RB_ROOT;
 swapped_blocks->swapped = false;
}

/*
 * Delete all swapped blocks record of @root.
 * Every record here means we skipped a full subtree scan for qgroup.
 *
 * Gets called when committing one transaction.
 */
void btrfs_qgroup_clean_swapped_blocks(struct btrfs_root *root)
{
 struct btrfs_qgroup_swapped_blocks *swapped_blocks;
 int i;

 swapped_blocks = &root->swapped_blocks;

 spin_lock(&swapped_blocks->lock);
 if (!swapped_blocks->swapped)
  goto out;
 for (i = 0; i < BTRFS_MAX_LEVEL; i++) {
  struct rb_root *cur_root = &swapped_blocks->blocks[i];
  struct btrfs_qgroup_swapped_block *entry;
  struct btrfs_qgroup_swapped_block *next;

  rbtree_postorder_for_each_entry_safe(entry, next, cur_root,
           node)
   kfree(entry);
  swapped_blocks->blocks[i] = RB_ROOT;
 }
 swapped_blocks->swapped = false;
out:
 spin_unlock(&swapped_blocks->lock);
}

static int qgroup_swapped_block_bytenr_key_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
{
 const u64 *bytenr = key;
 const struct btrfs_qgroup_swapped_block *block = rb_entry(node,
       struct btrfs_qgroup_swapped_block, node);

 if (block->subvol_bytenr < *bytenr)
  return -1;
 else if (block->subvol_bytenr > *bytenr)
  return 1;

 return 0;
}

static int qgroup_swapped_block_bytenr_cmp(struct rb_node *new, const struct rb_node *existing)
{
 const struct btrfs_qgroup_swapped_block *new_block = rb_entry(new,
           struct btrfs_qgroup_swapped_block, node);

 return qgroup_swapped_block_bytenr_key_cmp(&new_block->subvol_bytenr, existing);
}

/*
 * Add subtree roots record into @subvol_root.
 *
 * @subvol_root: tree root of the subvolume tree get swapped
 * @bg: block group under balance
 * @subvol_parent/slot: pointer to the subtree root in subvolume tree
 * @reloc_parent/slot: pointer to the subtree root in reloc tree
 * BOTH POINTERS ARE BEFORE TREE SWAP
 * @last_snapshot: last snapshot generation of the subvolume tree
 */
int btrfs_qgroup_add_swapped_blocks(struct btrfs_root *subvol_root,
  struct btrfs_block_group *bg,
  struct extent_buffer *subvol_parent, int subvol_slot,
  struct extent_buffer *reloc_parent, int reloc_slot,
  u64 last_snapshot)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = subvol_root->fs_info;
 struct btrfs_qgroup_swapped_blocks *blocks = &subvol_root->swapped_blocks;
 struct btrfs_qgroup_swapped_block *block;
 struct rb_node *node;
 int level = btrfs_header_level(subvol_parent) - 1;
 int ret = 0;

 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info))
  return 0;

 if (btrfs_node_ptr_generation(subvol_parent, subvol_slot) >
     btrfs_node_ptr_generation(reloc_parent, reloc_slot)) {
  btrfs_err_rl(fs_info,
  "%s: bad parameter order, subvol_gen=%llu reloc_gen=%llu",
   __func__,
   btrfs_node_ptr_generation(subvol_parent, subvol_slot),
   btrfs_node_ptr_generation(reloc_parent, reloc_slot));
  return -EUCLEAN;
 }

 block = kmalloc(sizeof(*block), GFP_NOFS);
 if (!block) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 /*
 * @reloc_parent/slot is still before swap, while @block is going to
 * record the bytenr after swap, so we do the swap here.
 */
 block->subvol_bytenr = btrfs_node_blockptr(reloc_parent, reloc_slot);
 block->subvol_generation = btrfs_node_ptr_generation(reloc_parent,
            reloc_slot);
 block->reloc_bytenr = btrfs_node_blockptr(subvol_parent, subvol_slot);
 block->reloc_generation = btrfs_node_ptr_generation(subvol_parent,
           subvol_slot);
 block->last_snapshot = last_snapshot;
 block->level = level;

 /*
 * If we have bg == NULL, we're called from btrfs_recover_relocation(),
 * no one else can modify tree blocks thus we qgroup will not change
 * no matter the value of trace_leaf.
 */
 if (bg && bg->flags & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA)
  block->trace_leaf = true;
 else
  block->trace_leaf = false;
 btrfs_node_key_to_cpu(reloc_parent, &block->first_key, reloc_slot);

 /* Insert @block into @blocks */
 spin_lock(&blocks->lock);
 node = rb_find_add(&block->node, &blocks->blocks[level], qgroup_swapped_block_bytenr_cmp);
 if (node) {
  struct btrfs_qgroup_swapped_block *entry;

  entry = rb_entry(node, struct btrfs_qgroup_swapped_block, node);

  if (entry->subvol_generation != block->subvol_generation ||
      entry->reloc_bytenr != block->reloc_bytenr ||
      entry->reloc_generation != block->reloc_generation) {
   /*
 * Duplicated but mismatch entry found.  Shouldn't happen.
 * Marking qgroup inconsistent should be enough for end
 * users.
 */
   DEBUG_WARN("duplicated but mismatched entry found");
   ret = -EEXIST;
  }
  kfree(block);
  goto out_unlock;
 }
 blocks->swapped = true;
out_unlock:
 spin_unlock(&blocks->lock);
out:
 if (ret < 0)
  qgroup_mark_inconsistent(fs_info, "%s error: %d", __func__, ret);
 return ret;
}

/*
 * Check if the tree block is a subtree root, and if so do the needed
 * delayed subtree trace for qgroup.
 *
 * This is called during btrfs_cow_block().
 */
int btrfs_qgroup_trace_subtree_after_cow(struct btrfs_trans_handle *trans,
      struct btrfs_root *root,
      struct extent_buffer *subvol_eb)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 struct btrfs_tree_parent_check check = { 0 };
 struct btrfs_qgroup_swapped_blocks *blocks = &root->swapped_blocks;
 struct btrfs_qgroup_swapped_block *block;
 struct extent_buffer *reloc_eb = NULL;
 struct rb_node *node;
 bool swapped = false;
 int level = btrfs_header_level(subvol_eb);
 int ret = 0;
 int i;

 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info))
  return 0;
 if (!btrfs_is_fstree(btrfs_root_id(root)) || !root->reloc_root)
  return 0;

 spin_lock(&blocks->lock);
 if (!blocks->swapped) {
  spin_unlock(&blocks->lock);
  return 0;
 }
 node = rb_find(&subvol_eb->start, &blocks->blocks[level],
   qgroup_swapped_block_bytenr_key_cmp);
 if (!node) {
  spin_unlock(&blocks->lock);
  goto out;
 }
 block = rb_entry(node, struct btrfs_qgroup_swapped_block, node);

 /* Found one, remove it from @blocks first and update blocks->swapped */
 rb_erase(&block->node, &blocks->blocks[level]);
 for (i = 0; i < BTRFS_MAX_LEVEL; i++) {
  if (RB_EMPTY_ROOT(&blocks->blocks[i])) {
   swapped = true;
   break;
  }
 }
 blocks->swapped = swapped;
 spin_unlock(&blocks->lock);

 check.level = block->level;
 check.transid = block->reloc_generation;
 check.has_first_key = true;
 memcpy(&check.first_key, &block->first_key, sizeof(check.first_key));

 /* Read out reloc subtree root */
 reloc_eb = read_tree_block(fs_info, block->reloc_bytenr, &check);
 if (IS_ERR(reloc_eb)) {
  ret = PTR_ERR(reloc_eb);
  reloc_eb = NULL;
  goto free_out;
 }
 if (!extent_buffer_uptodate(reloc_eb)) {
  ret = -EIO;
  goto free_out;
 }

 ret = qgroup_trace_subtree_swap(trans, reloc_eb, subvol_eb,
   block->last_snapshot, block->trace_leaf);
free_out:
 kfree(block);
 free_extent_buffer(reloc_eb);
out:
 if (ret < 0) {
  qgroup_mark_inconsistent(fs_info,
    "failed to account subtree at bytenr %llu: %d",
    subvol_eb->start, ret);
 }
 return ret;
}

void btrfs_qgroup_destroy_extent_records(struct btrfs_transaction *trans)
{
 struct btrfs_qgroup_extent_record *entry;
 unsigned long index;

 xa_for_each(&trans->delayed_refs.dirty_extents, index, entry) {
  ulist_free(entry->old_roots);
  kfree(entry);
 }
 xa_destroy(&trans->delayed_refs.dirty_extents);
}

int btrfs_record_squota_delta(struct btrfs_fs_info *fs_info,
         const struct btrfs_squota_delta *delta)
{
 int ret;
 struct btrfs_qgroup *qgroup;
 struct btrfs_qgroup *qg;
 LIST_HEAD(qgroup_list);
 u64 root = delta->root;
 u64 num_bytes = delta->num_bytes;
 const int sign = (delta->is_inc ? 1 : -1);

 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) != BTRFS_QGROUP_MODE_SIMPLE)
  return 0;

 if (!btrfs_is_fstree(root))
  return 0;

 /* If the extent predates enabling quotas, don't count it. */
 if (delta->generation < fs_info->qgroup_enable_gen)
  return 0;

 spin_lock(&fs_info->qgroup_lock);
 qgroup = find_qgroup_rb(fs_info, root);
 if (!qgroup) {
  ret = -ENOENT;
  goto out;
 }

 ret = 0;
 qgroup_iterator_add(&qgroup_list, qgroup);
 list_for_each_entry(qg, &qgroup_list, iterator) {
  struct btrfs_qgroup_list *glist;

  qg->excl += num_bytes * sign;
  qg->rfer += num_bytes * sign;
  qgroup_dirty(fs_info, qg);

  list_for_each_entry(glist, &qg->groups, next_group)
   qgroup_iterator_add(&qgroup_list, glist->group);
 }
 qgroup_iterator_clean(&qgroup_list);

out:
 spin_unlock(&fs_info->qgroup_lock);
 return ret;
}