Quelle  free-space-tree.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (C) 2015 Facebook.  All rights reserved.
 */

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/sched/mm.h>
#include "messages.h"
#include "ctree.h"
#include "disk-io.h"
#include "locking.h"
#include "free-space-tree.h"
#include "transaction.h"
#include "block-group.h"
#include "fs.h"
#include "accessors.h"
#include "extent-tree.h"
#include "root-tree.h"

static int __add_block_group_free_space(struct btrfs_trans_handle *trans,
     struct btrfs_block_group *block_group,
     struct btrfs_path *path);

static struct btrfs_root *btrfs_free_space_root(
    struct btrfs_block_group *block_group)
{
 struct btrfs_key key = {
  .objectid = BTRFS_FREE_SPACE_TREE_OBJECTID,
  .type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY,
  .offset = 0,
 };

 if (btrfs_fs_incompat(block_group->fs_info, EXTENT_TREE_V2))
  key.offset = block_group->global_root_id;
 return btrfs_global_root(block_group->fs_info, &key);
}

void btrfs_set_free_space_tree_thresholds(struct btrfs_block_group *cache)
{
 u32 bitmap_range;
 size_t bitmap_size;
 u64 num_bitmaps, total_bitmap_size;

 if (WARN_ON(cache->length == 0))
  btrfs_warn(cache->fs_info, "block group %llu length is zero",
      cache->start);

 /*
 * We convert to bitmaps when the disk space required for using extents
 * exceeds that required for using bitmaps.
 */
 bitmap_range = cache->fs_info->sectorsize * BTRFS_FREE_SPACE_BITMAP_BITS;
 num_bitmaps = div_u64(cache->length + bitmap_range - 1, bitmap_range);
 bitmap_size = sizeof(struct btrfs_item) + BTRFS_FREE_SPACE_BITMAP_SIZE;
 total_bitmap_size = num_bitmaps * bitmap_size;
 cache->bitmap_high_thresh = div_u64(total_bitmap_size,
         sizeof(struct btrfs_item));

 /*
 * We allow for a small buffer between the high threshold and low
 * threshold to avoid thrashing back and forth between the two formats.
 */
 if (cache->bitmap_high_thresh > 100)
  cache->bitmap_low_thresh = cache->bitmap_high_thresh - 100;
 else
  cache->bitmap_low_thresh = 0;
}

static int add_new_free_space_info(struct btrfs_trans_handle *trans,
       struct btrfs_block_group *block_group,
       struct btrfs_path *path)
{
 struct btrfs_root *root = btrfs_free_space_root(block_group);
 struct btrfs_free_space_info *info;
 struct btrfs_key key;
 struct extent_buffer *leaf;
 int ret;

 key.objectid = block_group->start;
 key.type = BTRFS_FREE_SPACE_INFO_KEY;
 key.offset = block_group->length;

 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key, sizeof(*info));
 if (ret)
  return ret;

 leaf = path->nodes[0];
 info = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
         struct btrfs_free_space_info);
 btrfs_set_free_space_extent_count(leaf, info, 0);
 btrfs_set_free_space_flags(leaf, info, 0);
 btrfs_release_path(path);
 return 0;
}

EXPORT_FOR_TESTS
struct btrfs_free_space_info *btrfs_search_free_space_info(
  struct btrfs_trans_handle *trans,
  struct btrfs_block_group *block_group,
  struct btrfs_path *path, int cow)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
 struct btrfs_root *root = btrfs_free_space_root(block_group);
 struct btrfs_key key;
 int ret;

 key.objectid = block_group->start;
 key.type = BTRFS_FREE_SPACE_INFO_KEY;
 key.offset = block_group->length;

 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, cow);
 if (ret < 0)
  return ERR_PTR(ret);
 if (ret != 0) {
  btrfs_warn(fs_info, "missing free space info for %llu",
      block_group->start);
  DEBUG_WARN();
  return ERR_PTR(-ENOENT);
 }

 return btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
         struct btrfs_free_space_info);
}

/*
 * btrfs_search_slot() but we're looking for the greatest key less than the
 * passed key.
 */
static int btrfs_search_prev_slot(struct btrfs_trans_handle *trans,
      struct btrfs_root *root,
      struct btrfs_key *key, struct btrfs_path *p,
      int ins_len, int cow)
{
 int ret;

 ret = btrfs_search_slot(trans, root, key, p, ins_len, cow);
 if (ret < 0)
  return ret;

 if (ret == 0) {
  DEBUG_WARN();
  return -EIO;
 }

 if (p->slots[0] == 0) {
  DEBUG_WARN("no previous slot found");
  return -EIO;
 }
 p->slots[0]--;

 return 0;
}

static inline u32 free_space_bitmap_size(const struct btrfs_fs_info *fs_info,
      u64 size)
{
 return DIV_ROUND_UP(size >> fs_info->sectorsize_bits, BITS_PER_BYTE);
}

static unsigned long *alloc_bitmap(u32 bitmap_size)
{
 unsigned long *ret;
 unsigned int nofs_flag;
 u32 bitmap_rounded_size = round_up(bitmap_size, sizeof(unsigned long));

 /*
 * GFP_NOFS doesn't work with kvmalloc(), but we really can't recurse
 * into the filesystem as the free space bitmap can be modified in the
 * critical section of a transaction commit.
 *
 * TODO: push the memalloc_nofs_{save,restore}() to the caller where we
 * know that recursion is unsafe.
 */
 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
 ret = kvzalloc(bitmap_rounded_size, GFP_KERNEL);
 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
 return ret;
}

static void le_bitmap_set(unsigned long *map, unsigned int start, int len)
{
 u8 *p = ((u8 *)map) + BIT_BYTE(start);
 const unsigned int size = start + len;
 int bits_to_set = BITS_PER_BYTE - (start % BITS_PER_BYTE);
 u8 mask_to_set = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(start);

 while (len - bits_to_set >= 0) {
  *p |= mask_to_set;
  len -= bits_to_set;
  bits_to_set = BITS_PER_BYTE;
  mask_to_set = ~0;
  p++;
 }
 if (len) {
  mask_to_set &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
  *p |= mask_to_set;
 }
}

EXPORT_FOR_TESTS
int btrfs_convert_free_space_to_bitmaps(struct btrfs_trans_handle *trans,
     struct btrfs_block_group *block_group,
     struct btrfs_path *path)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_root *root = btrfs_free_space_root(block_group);
 struct btrfs_free_space_info *info;
 struct btrfs_key key, found_key;
 struct extent_buffer *leaf;
 unsigned long *bitmap;
 char *bitmap_cursor;
 u64 start, end;
 u64 bitmap_range, i;
 u32 bitmap_size, flags, expected_extent_count;
 u32 extent_count = 0;
 int done = 0, nr;
 int ret;

 bitmap_size = free_space_bitmap_size(fs_info, block_group->length);
 bitmap = alloc_bitmap(bitmap_size);
 if (!bitmap) {
  ret = -ENOMEM;
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }

 start = block_group->start;
 end = block_group->start + block_group->length;

 key.objectid = end - 1;
 key.type = (u8)-1;
 key.offset = (u64)-1;

 while (!done) {
  ret = btrfs_search_prev_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
  if (ret) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto out;
  }

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

   if (found_key.type == BTRFS_FREE_SPACE_INFO_KEY) {
    ASSERT(found_key.objectid == block_group->start);
    ASSERT(found_key.offset == block_group->length);
    done = 1;
    break;
   } else if (found_key.type == BTRFS_FREE_SPACE_EXTENT_KEY) {
    u64 first, last;

    ASSERT(found_key.objectid >= start);
    ASSERT(found_key.objectid < end);
    ASSERT(found_key.objectid + found_key.offset <= end);

    first = div_u64(found_key.objectid - start,
      fs_info->sectorsize);
    last = div_u64(found_key.objectid + found_key.offset - start,
            fs_info->sectorsize);
    le_bitmap_set(bitmap, first, last - first);

    extent_count++;
    nr++;
    path->slots[0]--;
   } else {
    ASSERT(0);
   }
  }

  ret = btrfs_del_items(trans, root, path, path->slots[0], nr);
  if (ret) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto out;
  }
  btrfs_release_path(path);
 }

 info = btrfs_search_free_space_info(trans, block_group, path, 1);
 if (IS_ERR(info)) {
  ret = PTR_ERR(info);
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }
 leaf = path->nodes[0];
 flags = btrfs_free_space_flags(leaf, info);
 flags |= BTRFS_FREE_SPACE_USING_BITMAPS;
 block_group->using_free_space_bitmaps = true;
 block_group->using_free_space_bitmaps_cached = true;
 btrfs_set_free_space_flags(leaf, info, flags);
 expected_extent_count = btrfs_free_space_extent_count(leaf, info);
 btrfs_release_path(path);

 if (extent_count != expected_extent_count) {
  btrfs_err(fs_info,
     "incorrect extent count for %llu; counted %u, expected %u",
     block_group->start, extent_count,
     expected_extent_count);
  ret = -EIO;
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }

 bitmap_cursor = (char *)bitmap;
 bitmap_range = fs_info->sectorsize * BTRFS_FREE_SPACE_BITMAP_BITS;
 i = start;
 while (i < end) {
  unsigned long ptr;
  u64 extent_size;
  u32 data_size;

  extent_size = min(end - i, bitmap_range);
  data_size = free_space_bitmap_size(fs_info, extent_size);

  key.objectid = i;
  key.type = BTRFS_FREE_SPACE_BITMAP_KEY;
  key.offset = extent_size;

  ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
           data_size);
  if (ret) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto out;
  }

  leaf = path->nodes[0];
  ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
  write_extent_buffer(leaf, bitmap_cursor, ptr,
        data_size);
  btrfs_release_path(path);

  i += extent_size;
  bitmap_cursor += data_size;
 }

 ret = 0;
out:
 kvfree(bitmap);
 return ret;
}

EXPORT_FOR_TESTS
int btrfs_convert_free_space_to_extents(struct btrfs_trans_handle *trans,
     struct btrfs_block_group *block_group,
     struct btrfs_path *path)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_root *root = btrfs_free_space_root(block_group);
 struct btrfs_free_space_info *info;
 struct btrfs_key key, found_key;
 struct extent_buffer *leaf;
 unsigned long *bitmap;
 u64 start, end;
 u32 bitmap_size, flags, expected_extent_count;
 unsigned long nrbits, start_bit, end_bit;
 u32 extent_count = 0;
 int done = 0, nr;
 int ret;

 bitmap_size = free_space_bitmap_size(fs_info, block_group->length);
 bitmap = alloc_bitmap(bitmap_size);
 if (!bitmap) {
  ret = -ENOMEM;
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }

 start = block_group->start;
 end = block_group->start + block_group->length;

 key.objectid = end - 1;
 key.type = (u8)-1;
 key.offset = (u64)-1;

 while (!done) {
  ret = btrfs_search_prev_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
  if (ret) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto out;
  }

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

   if (found_key.type == BTRFS_FREE_SPACE_INFO_KEY) {
    ASSERT(found_key.objectid == block_group->start);
    ASSERT(found_key.offset == block_group->length);
    done = 1;
    break;
   } else if (found_key.type == BTRFS_FREE_SPACE_BITMAP_KEY) {
    unsigned long ptr;
    char *bitmap_cursor;
    u32 bitmap_pos, data_size;

    ASSERT(found_key.objectid >= start);
    ASSERT(found_key.objectid < end);
    ASSERT(found_key.objectid + found_key.offset <= end);

    bitmap_pos = div_u64(found_key.objectid - start,
           fs_info->sectorsize *
           BITS_PER_BYTE);
    bitmap_cursor = ((char *)bitmap) + bitmap_pos;
    data_size = free_space_bitmap_size(fs_info,
        found_key.offset);

    path->slots[0]--;
    ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
    read_extent_buffer(leaf, bitmap_cursor, ptr,
         data_size);

    nr++;
   } else {
    ASSERT(0);
   }
  }

  ret = btrfs_del_items(trans, root, path, path->slots[0], nr);
  if (ret) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto out;
  }
  btrfs_release_path(path);
 }

 info = btrfs_search_free_space_info(trans, block_group, path, 1);
 if (IS_ERR(info)) {
  ret = PTR_ERR(info);
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }
 leaf = path->nodes[0];
 flags = btrfs_free_space_flags(leaf, info);
 flags &= ~BTRFS_FREE_SPACE_USING_BITMAPS;
 block_group->using_free_space_bitmaps = false;
 block_group->using_free_space_bitmaps_cached = true;
 btrfs_set_free_space_flags(leaf, info, flags);
 expected_extent_count = btrfs_free_space_extent_count(leaf, info);
 btrfs_release_path(path);

 nrbits = block_group->length >> fs_info->sectorsize_bits;
 start_bit = find_next_bit_le(bitmap, nrbits, 0);

 while (start_bit < nrbits) {
  end_bit = find_next_zero_bit_le(bitmap, nrbits, start_bit);
  ASSERT(start_bit < end_bit);

  key.objectid = start + start_bit * fs_info->sectorsize;
  key.type = BTRFS_FREE_SPACE_EXTENT_KEY;
  key.offset = (end_bit - start_bit) * fs_info->sectorsize;

  ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key, 0);
  if (ret) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto out;
  }
  btrfs_release_path(path);

  extent_count++;

  start_bit = find_next_bit_le(bitmap, nrbits, end_bit);
 }

 if (extent_count != expected_extent_count) {
  btrfs_err(fs_info,
     "incorrect extent count for %llu; counted %u, expected %u",
     block_group->start, extent_count,
     expected_extent_count);
  ret = -EIO;
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }

 ret = 0;
out:
 kvfree(bitmap);
 return ret;
}

static int update_free_space_extent_count(struct btrfs_trans_handle *trans,
       struct btrfs_block_group *block_group,
       struct btrfs_path *path,
       int new_extents)
{
 struct btrfs_free_space_info *info;
 u32 flags;
 u32 extent_count;
 int ret = 0;

 if (new_extents == 0)
  return 0;

 info = btrfs_search_free_space_info(trans, block_group, path, 1);
 if (IS_ERR(info))
  return PTR_ERR(info);

 flags = btrfs_free_space_flags(path->nodes[0], info);
 extent_count = btrfs_free_space_extent_count(path->nodes[0], info);

 extent_count += new_extents;
 btrfs_set_free_space_extent_count(path->nodes[0], info, extent_count);
 btrfs_release_path(path);

 if (!(flags & BTRFS_FREE_SPACE_USING_BITMAPS) &&
     extent_count > block_group->bitmap_high_thresh) {
  ret = btrfs_convert_free_space_to_bitmaps(trans, block_group, path);
 } else if ((flags & BTRFS_FREE_SPACE_USING_BITMAPS) &&
     extent_count < block_group->bitmap_low_thresh) {
  ret = btrfs_convert_free_space_to_extents(trans, block_group, path);
 }

 return ret;
}

EXPORT_FOR_TESTS
bool btrfs_free_space_test_bit(struct btrfs_block_group *block_group,
          struct btrfs_path *path, u64 offset)
{
 struct extent_buffer *leaf;
 struct btrfs_key key;
 u64 found_start, found_end;
 unsigned long ptr, i;

 leaf = path->nodes[0];
 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
 ASSERT(key.type == BTRFS_FREE_SPACE_BITMAP_KEY);

 found_start = key.objectid;
 found_end = key.objectid + key.offset;
 ASSERT(offset >= found_start && offset < found_end);

 ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
 i = div_u64(offset - found_start,
      block_group->fs_info->sectorsize);
 return extent_buffer_test_bit(leaf, ptr, i);
}

static void free_space_modify_bits(struct btrfs_trans_handle *trans,
       struct btrfs_block_group *block_group,
       struct btrfs_path *path, u64 *start, u64 *size,
       bool set_bits)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = block_group->fs_info;
 struct extent_buffer *leaf;
 struct btrfs_key key;
 u64 end = *start + *size;
 u64 found_start, found_end;
 unsigned long ptr, first, last;

 leaf = path->nodes[0];
 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
 ASSERT(key.type == BTRFS_FREE_SPACE_BITMAP_KEY);

 found_start = key.objectid;
 found_end = key.objectid + key.offset;
 ASSERT(*start >= found_start && *start < found_end);
 ASSERT(end > found_start);

 if (end > found_end)
  end = found_end;

 ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
 first = (*start - found_start) >> fs_info->sectorsize_bits;
 last = (end - found_start) >> fs_info->sectorsize_bits;
 if (set_bits)
  extent_buffer_bitmap_set(leaf, ptr, first, last - first);
 else
  extent_buffer_bitmap_clear(leaf, ptr, first, last - first);
 btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);

 *size -= end - *start;
 *start = end;
}

/*
 * We can't use btrfs_next_item() in modify_free_space_bitmap() because
 * btrfs_next_leaf() doesn't get the path for writing. We can forgo the fancy
 * tree walking in btrfs_next_leaf() anyways because we know exactly what we're
 * looking for.
 */
static int free_space_next_bitmap(struct btrfs_trans_handle *trans,
      struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *p)
{
 struct btrfs_key key;

 if (p->slots[0] + 1 < btrfs_header_nritems(p->nodes[0])) {
  p->slots[0]++;
  return 0;
 }

 btrfs_item_key_to_cpu(p->nodes[0], &key, p->slots[0]);
 btrfs_release_path(p);

 key.objectid += key.offset;
 key.type = (u8)-1;
 key.offset = (u64)-1;

 return btrfs_search_prev_slot(trans, root, &key, p, 0, 1);
}

/*
 * If remove is 1, then we are removing free space, thus clearing bits in the
 * bitmap. If remove is 0, then we are adding free space, thus setting bits in
 * the bitmap.
 */
static int modify_free_space_bitmap(struct btrfs_trans_handle *trans,
        struct btrfs_block_group *block_group,
        struct btrfs_path *path,
        u64 start, u64 size, bool remove)
{
 struct btrfs_root *root = btrfs_free_space_root(block_group);
 struct btrfs_key key;
 u64 end = start + size;
 u64 cur_start, cur_size;
 bool prev_bit_set = false;
 bool next_bit_set = false;
 int new_extents;
 int ret;

 /*
 * Read the bit for the block immediately before the extent of space if
 * that block is within the block group.
 */
 if (start > block_group->start) {
  u64 prev_block = start - block_group->fs_info->sectorsize;

  key.objectid = prev_block;
  key.type = (u8)-1;
  key.offset = (u64)-1;

  ret = btrfs_search_prev_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
  if (ret)
   return ret;

  prev_bit_set = btrfs_free_space_test_bit(block_group, path, prev_block);

  /* The previous block may have been in the previous bitmap. */
  btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
  if (start >= key.objectid + key.offset) {
   ret = free_space_next_bitmap(trans, root, path);
   if (ret)
    return ret;
  }
 } else {
  key.objectid = start;
  key.type = (u8)-1;
  key.offset = (u64)-1;

  ret = btrfs_search_prev_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
  if (ret)
   return ret;
 }

 /*
 * Iterate over all of the bitmaps overlapped by the extent of space,
 * clearing/setting bits as required.
 */
 cur_start = start;
 cur_size = size;
 while (1) {
  free_space_modify_bits(trans, block_group, path, &cur_start,
           &cur_size, !remove);
  if (cur_size == 0)
   break;
  ret = free_space_next_bitmap(trans, root, path);
  if (ret)
   return ret;
 }

 /*
 * Read the bit for the block immediately after the extent of space if
 * that block is within the block group.
 */
 if (end < block_group->start + block_group->length) {
  /* The next block may be in the next bitmap. */
  btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
  if (end >= key.objectid + key.offset) {
   ret = free_space_next_bitmap(trans, root, path);
   if (ret)
    return ret;
  }

  next_bit_set = btrfs_free_space_test_bit(block_group, path, end);
 }

 if (remove) {
  new_extents = -1;
  if (prev_bit_set) {
   /* Leftover on the left. */
   new_extents++;
  }
  if (next_bit_set) {
   /* Leftover on the right. */
   new_extents++;
  }
 } else {
  new_extents = 1;
  if (prev_bit_set) {
   /* Merging with neighbor on the left. */
   new_extents--;
  }
  if (next_bit_set) {
   /* Merging with neighbor on the right. */
   new_extents--;
  }
 }

 btrfs_release_path(path);
 return update_free_space_extent_count(trans, block_group, path, new_extents);
}

static int remove_free_space_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
        struct btrfs_block_group *block_group,
        struct btrfs_path *path,
        u64 start, u64 size)
{
 struct btrfs_root *root = btrfs_free_space_root(block_group);
 struct btrfs_key key;
 u64 found_start, found_end;
 u64 end = start + size;
 int new_extents = -1;
 int ret;

 key.objectid = start;
 key.type = (u8)-1;
 key.offset = (u64)-1;

 ret = btrfs_search_prev_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
 if (ret)
  return ret;

 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);

 ASSERT(key.type == BTRFS_FREE_SPACE_EXTENT_KEY);

 found_start = key.objectid;
 found_end = key.objectid + key.offset;
 ASSERT(start >= found_start && end <= found_end);

 /*
 * Okay, now that we've found the free space extent which contains the
 * free space that we are removing, there are four cases:
 *
 * 1. We're using the whole extent: delete the key we found and
 * decrement the free space extent count.
 * 2. We are using part of the extent starting at the beginning: delete
 * the key we found and insert a new key representing the leftover at
 * the end. There is no net change in the number of extents.
 * 3. We are using part of the extent ending at the end: delete the key
 * we found and insert a new key representing the leftover at the
 * beginning. There is no net change in the number of extents.
 * 4. We are using part of the extent in the middle: delete the key we
 * found and insert two new keys representing the leftovers on each
 * side. Where we used to have one extent, we now have two, so increment
 * the extent count. We may need to convert the block group to bitmaps
 * as a result.
 */

 /* Delete the existing key (cases 1-4). */
 ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
 if (ret)
  return ret;

 /* Add a key for leftovers at the beginning (cases 3 and 4). */
 if (start > found_start) {
  key.objectid = found_start;
  key.type = BTRFS_FREE_SPACE_EXTENT_KEY;
  key.offset = start - found_start;

  btrfs_release_path(path);
  ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key, 0);
  if (ret)
   return ret;
  new_extents++;
 }

 /* Add a key for leftovers at the end (cases 2 and 4). */
 if (end < found_end) {
  key.objectid = end;
  key.type = BTRFS_FREE_SPACE_EXTENT_KEY;
  key.offset = found_end - end;

  btrfs_release_path(path);
  ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key, 0);
  if (ret)
   return ret;
  new_extents++;
 }

 btrfs_release_path(path);
 return update_free_space_extent_count(trans, block_group, path, new_extents);
}

static int using_bitmaps(struct btrfs_block_group *bg, struct btrfs_path *path)
{
 struct btrfs_free_space_info *info;
 u32 flags;

 if (bg->using_free_space_bitmaps_cached)
  return bg->using_free_space_bitmaps;

 info = btrfs_search_free_space_info(NULL, bg, path, 0);
 if (IS_ERR(info))
  return PTR_ERR(info);
 flags = btrfs_free_space_flags(path->nodes[0], info);
 btrfs_release_path(path);

 bg->using_free_space_bitmaps = (flags & BTRFS_FREE_SPACE_USING_BITMAPS);
 bg->using_free_space_bitmaps_cached = true;

 return bg->using_free_space_bitmaps;
}

EXPORT_FOR_TESTS
int __btrfs_remove_from_free_space_tree(struct btrfs_trans_handle *trans,
     struct btrfs_block_group *block_group,
     struct btrfs_path *path, u64 start, u64 size)
{
 int ret;

 ret = __add_block_group_free_space(trans, block_group, path);
 if (ret)
  return ret;

 ret = using_bitmaps(block_group, path);
 if (ret < 0)
  return ret;

 if (ret)
  return modify_free_space_bitmap(trans, block_group, path,
      start, size, true);

 return remove_free_space_extent(trans, block_group, path, start, size);
}

int btrfs_remove_from_free_space_tree(struct btrfs_trans_handle *trans,
          u64 start, u64 size)
{
 struct btrfs_block_group *block_group;
 struct btrfs_path *path;
 int ret;

 if (!btrfs_fs_compat_ro(trans->fs_info, FREE_SPACE_TREE))
  return 0;

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

 block_group = btrfs_lookup_block_group(trans->fs_info, start);
 if (!block_group) {
  DEBUG_WARN("no block group found for start=%llu", start);
  ret = -ENOENT;
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }

 mutex_lock(&block_group->free_space_lock);
 ret = __btrfs_remove_from_free_space_tree(trans, block_group, path, start, size);
 mutex_unlock(&block_group->free_space_lock);
 if (ret)
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);

 btrfs_put_block_group(block_group);
out:
 btrfs_free_path(path);
 return ret;
}

static int add_free_space_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
     struct btrfs_block_group *block_group,
     struct btrfs_path *path,
     u64 start, u64 size)
{
 struct btrfs_root *root = btrfs_free_space_root(block_group);
 struct btrfs_key key, new_key;
 u64 found_start, found_end;
 u64 end = start + size;
 int new_extents = 1;
 int ret;

 /*
 * We are adding a new extent of free space, but we need to merge
 * extents. There are four cases here:
 *
 * 1. The new extent does not have any immediate neighbors to merge
 * with: add the new key and increment the free space extent count. We
 * may need to convert the block group to bitmaps as a result.
 * 2. The new extent has an immediate neighbor before it: remove the
 * previous key and insert a new key combining both of them. There is no
 * net change in the number of extents.
 * 3. The new extent has an immediate neighbor after it: remove the next
 * key and insert a new key combining both of them. There is no net
 * change in the number of extents.
 * 4. The new extent has immediate neighbors on both sides: remove both
 * of the keys and insert a new key combining all of them. Where we used
 * to have two extents, we now have one, so decrement the extent count.
 */

 new_key.objectid = start;
 new_key.type = BTRFS_FREE_SPACE_EXTENT_KEY;
 new_key.offset = size;

 /* Search for a neighbor on the left. */
 if (start == block_group->start)
  goto right;
 key.objectid = start - 1;
 key.type = (u8)-1;
 key.offset = (u64)-1;

 ret = btrfs_search_prev_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
 if (ret)
  return ret;

 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);

 if (key.type != BTRFS_FREE_SPACE_EXTENT_KEY) {
  ASSERT(key.type == BTRFS_FREE_SPACE_INFO_KEY);
  btrfs_release_path(path);
  goto right;
 }

 found_start = key.objectid;
 found_end = key.objectid + key.offset;
 ASSERT(found_start >= block_group->start &&
        found_end > block_group->start);
 ASSERT(found_start < start && found_end <= start);

 /*
 * Delete the neighbor on the left and absorb it into the new key (cases
 * 2 and 4).
 */
 if (found_end == start) {
  ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
  if (ret)
   return ret;
  new_key.objectid = found_start;
  new_key.offset += key.offset;
  new_extents--;
 }
 btrfs_release_path(path);

right:
 /* Search for a neighbor on the right. */
 if (end == block_group->start + block_group->length)
  goto insert;
 key.objectid = end;
 key.type = (u8)-1;
 key.offset = (u64)-1;

 ret = btrfs_search_prev_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
 if (ret)
  return ret;

 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);

 if (key.type != BTRFS_FREE_SPACE_EXTENT_KEY) {
  ASSERT(key.type == BTRFS_FREE_SPACE_INFO_KEY);
  btrfs_release_path(path);
  goto insert;
 }

 found_start = key.objectid;
 found_end = key.objectid + key.offset;
 ASSERT(found_start >= block_group->start &&
        found_end > block_group->start);
 ASSERT((found_start < start && found_end <= start) ||
        (found_start >= end && found_end > end));

 /*
 * Delete the neighbor on the right and absorb it into the new key
 * (cases 3 and 4).
 */
 if (found_start == end) {
  ret = btrfs_del_item(trans, root, path);
  if (ret)
   return ret;
  new_key.offset += key.offset;
  new_extents--;
 }
 btrfs_release_path(path);

insert:
 /* Insert the new key (cases 1-4). */
 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &new_key, 0);
 if (ret)
  return ret;

 btrfs_release_path(path);
 return update_free_space_extent_count(trans, block_group, path, new_extents);
}

EXPORT_FOR_TESTS
int __btrfs_add_to_free_space_tree(struct btrfs_trans_handle *trans,
       struct btrfs_block_group *block_group,
       struct btrfs_path *path, u64 start, u64 size)
{
 int ret;

 ret = __add_block_group_free_space(trans, block_group, path);
 if (ret)
  return ret;

 ret = using_bitmaps(block_group, path);
 if (ret < 0)
  return ret;

 if (ret)
  return modify_free_space_bitmap(trans, block_group, path,
      start, size, false);

 return add_free_space_extent(trans, block_group, path, start, size);
}

int btrfs_add_to_free_space_tree(struct btrfs_trans_handle *trans,
     u64 start, u64 size)
{
 struct btrfs_block_group *block_group;
 struct btrfs_path *path;
 int ret;

 if (!btrfs_fs_compat_ro(trans->fs_info, FREE_SPACE_TREE))
  return 0;

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

 block_group = btrfs_lookup_block_group(trans->fs_info, start);
 if (!block_group) {
  DEBUG_WARN("no block group found for start=%llu", start);
  ret = -ENOENT;
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }

 mutex_lock(&block_group->free_space_lock);
 ret = __btrfs_add_to_free_space_tree(trans, block_group, path, start, size);
 mutex_unlock(&block_group->free_space_lock);
 if (ret)
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);

 btrfs_put_block_group(block_group);
out:
 btrfs_free_path(path);
 return ret;
}

/*
 * Populate the free space tree by walking the extent tree. Operations on the
 * extent tree that happen as a result of writes to the free space tree will go
 * through the normal add/remove hooks.
 */
static int populate_free_space_tree(struct btrfs_trans_handle *trans,
        struct btrfs_block_group *block_group)
{
 struct btrfs_root *extent_root;
 BTRFS_PATH_AUTO_FREE(path);
 BTRFS_PATH_AUTO_FREE(path2);
 struct btrfs_key key;
 u64 start, end;
 int ret;

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

 path2 = btrfs_alloc_path();
 if (!path2)
  return -ENOMEM;

 path->reada = READA_FORWARD;

 ret = add_new_free_space_info(trans, block_group, path2);
 if (ret)
  return ret;

 mutex_lock(&block_group->free_space_lock);

 /*
 * Iterate through all of the extent and metadata items in this block
 * group, adding the free space between them and the free space at the
 * end. Note that EXTENT_ITEM and METADATA_ITEM are less than
 * BLOCK_GROUP_ITEM, so an extent may precede the block group that it's
 * contained in.
 */
 key.objectid = block_group->start;
 key.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
 key.offset = 0;

 extent_root = btrfs_extent_root(trans->fs_info, key.objectid);
 ret = btrfs_search_slot_for_read(extent_root, &key, path, 1, 0);
 if (ret < 0)
  goto out_locked;
 /*
 * If ret is 1 (no key found), it means this is an empty block group,
 * without any extents allocated from it and there's no block group
 * item (key BTRFS_BLOCK_GROUP_ITEM_KEY) located in the extent tree
 * because we are using the block group tree feature (so block group
 * items are stored in the block group tree) or this is a new block
 * group created in the current transaction and its block group item
 * was not yet inserted in the extent tree (that happens in
 * btrfs_create_pending_block_groups() -> insert_block_group_item()).
 * It also means there are no extents allocated for block groups with a
 * start offset beyond this block group's end offset (this is the last,
 * highest, block group).
 */
 start = block_group->start;
 end = block_group->start + block_group->length;
 while (ret == 0) {
  btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);

  if (key.type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY ||
      key.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY) {
   if (key.objectid >= end)
    break;

   if (start < key.objectid) {
    ret = __btrfs_add_to_free_space_tree(trans,
             block_group,
             path2, start,
             key.objectid -
             start);
    if (ret)
     goto out_locked;
   }
   start = key.objectid;
   if (key.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY)
    start += trans->fs_info->nodesize;
   else
    start += key.offset;
  } else if (key.type == BTRFS_BLOCK_GROUP_ITEM_KEY) {
   if (key.objectid != block_group->start)
    break;
  }

  ret = btrfs_next_item(extent_root, path);
  if (ret < 0)
   goto out_locked;
 }
 if (start < end) {
  ret = __btrfs_add_to_free_space_tree(trans, block_group, path2,
           start, end - start);
  if (ret)
   goto out_locked;
 }

 ret = 0;
out_locked:
 mutex_unlock(&block_group->free_space_lock);

 return ret;
}

int btrfs_create_free_space_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct btrfs_trans_handle *trans;
 struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
 struct btrfs_root *free_space_root;
 struct btrfs_block_group *block_group;
 struct rb_node *node;
 int ret;

 trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 0);
 if (IS_ERR(trans))
  return PTR_ERR(trans);

 set_bit(BTRFS_FS_CREATING_FREE_SPACE_TREE, &fs_info->flags);
 set_bit(BTRFS_FS_FREE_SPACE_TREE_UNTRUSTED, &fs_info->flags);
 free_space_root = btrfs_create_tree(trans,
         BTRFS_FREE_SPACE_TREE_OBJECTID);
 if (IS_ERR(free_space_root)) {
  ret = PTR_ERR(free_space_root);
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  btrfs_end_transaction(trans);
  goto out_clear;
 }
 ret = btrfs_global_root_insert(free_space_root);
 if (ret) {
  btrfs_put_root(free_space_root);
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  btrfs_end_transaction(trans);
  goto out_clear;
 }

 node = rb_first_cached(&fs_info->block_group_cache_tree);
 while (node) {
  block_group = rb_entry(node, struct btrfs_block_group,
           cache_node);
  ret = populate_free_space_tree(trans, block_group);
  if (ret) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   btrfs_end_transaction(trans);
   goto out_clear;
  }
  node = rb_next(node);
 }

 btrfs_set_fs_compat_ro(fs_info, FREE_SPACE_TREE);
 btrfs_set_fs_compat_ro(fs_info, FREE_SPACE_TREE_VALID);
 clear_bit(BTRFS_FS_CREATING_FREE_SPACE_TREE, &fs_info->flags);
 ret = btrfs_commit_transaction(trans);

 /*
 * Now that we've committed the transaction any reading of our commit
 * root will be safe, so we can cache from the free space tree now.
 */
 clear_bit(BTRFS_FS_FREE_SPACE_TREE_UNTRUSTED, &fs_info->flags);
 return ret;

out_clear:
 clear_bit(BTRFS_FS_CREATING_FREE_SPACE_TREE, &fs_info->flags);
 clear_bit(BTRFS_FS_FREE_SPACE_TREE_UNTRUSTED, &fs_info->flags);
 return ret;
}

static int clear_free_space_tree(struct btrfs_trans_handle *trans,
     struct btrfs_root *root)
{
 BTRFS_PATH_AUTO_FREE(path);
 struct btrfs_key key;
 struct rb_node *node;
 int nr;
 int ret;

 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)
   return ret;

  nr = btrfs_header_nritems(path->nodes[0]);
  if (!nr)
   break;

  path->slots[0] = 0;
  ret = btrfs_del_items(trans, root, path, 0, nr);
  if (ret)
   return ret;

  btrfs_release_path(path);
 }

 node = rb_first_cached(&trans->fs_info->block_group_cache_tree);
 while (node) {
  struct btrfs_block_group *bg;

  bg = rb_entry(node, struct btrfs_block_group, cache_node);
  clear_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_FREE_SPACE_ADDED, &bg->runtime_flags);
  node = rb_next(node);
  cond_resched();
 }

 return 0;
}

int btrfs_delete_free_space_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct btrfs_trans_handle *trans;
 struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
 struct btrfs_key key = {
  .objectid = BTRFS_FREE_SPACE_TREE_OBJECTID,
  .type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY,
  .offset = 0,
 };
 struct btrfs_root *free_space_root = btrfs_global_root(fs_info, &key);
 int ret;

 trans = btrfs_start_transaction(tree_root, 0);
 if (IS_ERR(trans))
  return PTR_ERR(trans);

 btrfs_clear_fs_compat_ro(fs_info, FREE_SPACE_TREE);
 btrfs_clear_fs_compat_ro(fs_info, FREE_SPACE_TREE_VALID);

 ret = clear_free_space_tree(trans, free_space_root);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  btrfs_end_transaction(trans);
  return ret;
 }

 ret = btrfs_del_root(trans, &free_space_root->root_key);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  btrfs_end_transaction(trans);
  return ret;
 }

 btrfs_global_root_delete(free_space_root);

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

 btrfs_tree_lock(free_space_root->node);
 btrfs_clear_buffer_dirty(trans, free_space_root->node);
 btrfs_tree_unlock(free_space_root->node);
 ret = btrfs_free_tree_block(trans, btrfs_root_id(free_space_root),
        free_space_root->node, 0, 1);
 btrfs_put_root(free_space_root);
 if (ret < 0) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  btrfs_end_transaction(trans);
  return ret;
 }

 return btrfs_commit_transaction(trans);
}

int btrfs_rebuild_free_space_tree(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct btrfs_trans_handle *trans;
 struct btrfs_key key = {
  .objectid = BTRFS_FREE_SPACE_TREE_OBJECTID,
  .type = BTRFS_ROOT_ITEM_KEY,
  .offset = 0,
 };
 struct btrfs_root *free_space_root = btrfs_global_root(fs_info, &key);
 struct rb_node *node;
 int ret;

 trans = btrfs_start_transaction(free_space_root, 1);
 if (IS_ERR(trans))
  return PTR_ERR(trans);

 set_bit(BTRFS_FS_CREATING_FREE_SPACE_TREE, &fs_info->flags);
 set_bit(BTRFS_FS_FREE_SPACE_TREE_UNTRUSTED, &fs_info->flags);

 ret = clear_free_space_tree(trans, free_space_root);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  btrfs_end_transaction(trans);
  return ret;
 }

 node = rb_first_cached(&fs_info->block_group_cache_tree);
 while (node) {
  struct btrfs_block_group *block_group;

  block_group = rb_entry(node, struct btrfs_block_group,
           cache_node);

  if (test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_FREE_SPACE_ADDED,
        &block_group->runtime_flags))
   goto next;

  ret = populate_free_space_tree(trans, block_group);
  if (ret) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   btrfs_end_transaction(trans);
   return ret;
  }
next:
  if (btrfs_should_end_transaction(trans)) {
   btrfs_end_transaction(trans);
   trans = btrfs_start_transaction(free_space_root, 1);
   if (IS_ERR(trans))
    return PTR_ERR(trans);
  }
  node = rb_next(node);
 }

 btrfs_set_fs_compat_ro(fs_info, FREE_SPACE_TREE);
 btrfs_set_fs_compat_ro(fs_info, FREE_SPACE_TREE_VALID);
 clear_bit(BTRFS_FS_CREATING_FREE_SPACE_TREE, &fs_info->flags);

 ret = btrfs_commit_transaction(trans);
 clear_bit(BTRFS_FS_FREE_SPACE_TREE_UNTRUSTED, &fs_info->flags);
 return ret;
}

static int __add_block_group_free_space(struct btrfs_trans_handle *trans,
     struct btrfs_block_group *block_group,
     struct btrfs_path *path)
{
 bool own_path = false;
 int ret;

 if (!test_and_clear_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_NEEDS_FREE_SPACE,
    &block_group->runtime_flags))
  return 0;

 /*
 * While rebuilding the free space tree we may allocate new metadata
 * block groups while modifying the free space tree.
 *
 * Because during the rebuild (at btrfs_rebuild_free_space_tree()) we
 * can use multiple transactions, every time btrfs_end_transaction() is
 * called at btrfs_rebuild_free_space_tree() we finish the creation of
 * new block groups by calling btrfs_create_pending_block_groups(), and
 * that in turn calls us, through add_block_group_free_space(), to add
 * a free space info item and a free space extent item for the block
 * group.
 *
 * Then later btrfs_rebuild_free_space_tree() may find such new block
 * groups and processes them with populate_free_space_tree(), which can
 * fail with EEXIST since there are already items for the block group in
 * the free space tree. Notice that we say "may find" because a new
 * block group may be added to the block groups rbtree in a node before
 * or after the block group currently being processed by the rebuild
 * process. So signal the rebuild process to skip such new block groups
 * if it finds them.
 */
 set_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_FREE_SPACE_ADDED, &block_group->runtime_flags);

 if (!path) {
  path = btrfs_alloc_path();
  if (!path) {
   btrfs_abort_transaction(trans, -ENOMEM);
   return -ENOMEM;
  }
  own_path = true;
 }

 ret = add_new_free_space_info(trans, block_group, path);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto out;
 }

 ret = __btrfs_add_to_free_space_tree(trans, block_group, path,
          block_group->start, block_group->length);
 if (ret)
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);

out:
 if (own_path)
  btrfs_free_path(path);

 return ret;
}

int btrfs_add_block_group_free_space(struct btrfs_trans_handle *trans,
         struct btrfs_block_group *block_group)
{
 int ret;

 if (!btrfs_fs_compat_ro(trans->fs_info, FREE_SPACE_TREE))
  return 0;

 mutex_lock(&block_group->free_space_lock);
 ret = __add_block_group_free_space(trans, block_group, NULL);
 mutex_unlock(&block_group->free_space_lock);
 return ret;
}

int btrfs_remove_block_group_free_space(struct btrfs_trans_handle *trans,
     struct btrfs_block_group *block_group)
{
 struct btrfs_root *root = btrfs_free_space_root(block_group);
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_key key, found_key;
 struct extent_buffer *leaf;
 u64 start, end;
 int done = 0, nr;
 int ret;

 if (!btrfs_fs_compat_ro(trans->fs_info, FREE_SPACE_TREE))
  return 0;

 if (test_bit(BLOCK_GROUP_FLAG_NEEDS_FREE_SPACE, &block_group->runtime_flags)) {
  /* We never added this block group to the free space tree. */
  return 0;
 }

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

 start = block_group->start;
 end = block_group->start + block_group->length;

 key.objectid = end - 1;
 key.type = (u8)-1;
 key.offset = (u64)-1;

 while (!done) {
  ret = btrfs_search_prev_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
  if (ret) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto out;
  }

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

   if (found_key.type == BTRFS_FREE_SPACE_INFO_KEY) {
    ASSERT(found_key.objectid == block_group->start);
    ASSERT(found_key.offset == block_group->length);
    done = 1;
    nr++;
    path->slots[0]--;
    break;
   } else if (found_key.type == BTRFS_FREE_SPACE_EXTENT_KEY ||
       found_key.type == BTRFS_FREE_SPACE_BITMAP_KEY) {
    ASSERT(found_key.objectid >= start);
    ASSERT(found_key.objectid < end);
    ASSERT(found_key.objectid + found_key.offset <= end);
    nr++;
    path->slots[0]--;
   } else {
    ASSERT(0);
   }
  }

  ret = btrfs_del_items(trans, root, path, path->slots[0], nr);
  if (ret) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto out;
  }
  btrfs_release_path(path);
 }

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

static int load_free_space_bitmaps(struct btrfs_caching_control *caching_ctl,
       struct btrfs_path *path,
       u32 expected_extent_count)
{
 struct btrfs_block_group *block_group;
 struct btrfs_fs_info *fs_info;
 struct btrfs_root *root;
 struct btrfs_key key;
 bool prev_bit_set = false;
 /* Initialize to silence GCC. */
 u64 extent_start = 0;
 u64 end, offset;
 u64 total_found = 0;
 u32 extent_count = 0;
 int ret;

 block_group = caching_ctl->block_group;
 fs_info = block_group->fs_info;
 root = btrfs_free_space_root(block_group);

 end = block_group->start + block_group->length;

 while (1) {
  ret = btrfs_next_item(root, path);
  if (ret < 0)
   return ret;
  if (ret)
   break;

  btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);

  if (key.type == BTRFS_FREE_SPACE_INFO_KEY)
   break;

  ASSERT(key.type == BTRFS_FREE_SPACE_BITMAP_KEY);
  ASSERT(key.objectid < end && key.objectid + key.offset <= end);

  offset = key.objectid;
  while (offset < key.objectid + key.offset) {
   bool bit_set;

   bit_set = btrfs_free_space_test_bit(block_group, path, offset);
   if (!prev_bit_set && bit_set) {
    extent_start = offset;
   } else if (prev_bit_set && !bit_set) {
    u64 space_added;

    ret = btrfs_add_new_free_space(block_group,
              extent_start,
              offset,
              &space_added);
    if (ret)
     return ret;
    total_found += space_added;
    if (total_found > CACHING_CTL_WAKE_UP) {
     total_found = 0;
     wake_up(&caching_ctl->wait);
    }
    extent_count++;
   }
   prev_bit_set = bit_set;
   offset += fs_info->sectorsize;
  }
 }
 if (prev_bit_set) {
  ret = btrfs_add_new_free_space(block_group, extent_start, end, NULL);
  if (ret)
   return ret;
  extent_count++;
 }

 if (extent_count != expected_extent_count) {
  btrfs_err(fs_info,
     "incorrect extent count for %llu; counted %u, expected %u",
     block_group->start, extent_count,
     expected_extent_count);
  DEBUG_WARN();
  return -EIO;
 }

 return 0;
}

static int load_free_space_extents(struct btrfs_caching_control *caching_ctl,
       struct btrfs_path *path,
       u32 expected_extent_count)
{
 struct btrfs_block_group *block_group;
 struct btrfs_fs_info *fs_info;
 struct btrfs_root *root;
 struct btrfs_key key;
 u64 end;
 u64 total_found = 0;
 u32 extent_count = 0;
 int ret;

 block_group = caching_ctl->block_group;
 fs_info = block_group->fs_info;
 root = btrfs_free_space_root(block_group);

 end = block_group->start + block_group->length;

 while (1) {
  u64 space_added;

  ret = btrfs_next_item(root, path);
  if (ret < 0)
   return ret;
  if (ret)
   break;

  btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);

  if (key.type == BTRFS_FREE_SPACE_INFO_KEY)
   break;

  ASSERT(key.type == BTRFS_FREE_SPACE_EXTENT_KEY);
  ASSERT(key.objectid < end && key.objectid + key.offset <= end);

  ret = btrfs_add_new_free_space(block_group, key.objectid,
            key.objectid + key.offset,
            &space_added);
  if (ret)
   return ret;
  total_found += space_added;
  if (total_found > CACHING_CTL_WAKE_UP) {
   total_found = 0;
   wake_up(&caching_ctl->wait);
  }
  extent_count++;
 }

 if (extent_count != expected_extent_count) {
  btrfs_err(fs_info,
     "incorrect extent count for %llu; counted %u, expected %u",
     block_group->start, extent_count,
     expected_extent_count);
  DEBUG_WARN();
  return -EIO;
 }

 return 0;
}

int btrfs_load_free_space_tree(struct btrfs_caching_control *caching_ctl)
{
 struct btrfs_block_group *block_group;
 struct btrfs_free_space_info *info;
 BTRFS_PATH_AUTO_FREE(path);
 u32 extent_count, flags;

 block_group = caching_ctl->block_group;

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

 /*
 * Just like caching_thread() doesn't want to deadlock on the extent
 * tree, we don't want to deadlock on the free space tree.
 */
 path->skip_locking = 1;
 path->search_commit_root = 1;
 path->reada = READA_FORWARD;

 info = btrfs_search_free_space_info(NULL, block_group, path, 0);
 if (IS_ERR(info))
  return PTR_ERR(info);

 extent_count = btrfs_free_space_extent_count(path->nodes[0], info);
 flags = btrfs_free_space_flags(path->nodes[0], info);

 /*
 * We left path pointing to the free space info item, so now
 * load_free_space_foo can just iterate through the free space tree from
 * there.
 */
 if (flags & BTRFS_FREE_SPACE_USING_BITMAPS)
  return load_free_space_bitmaps(caching_ctl, path, extent_count);
 else
  return load_free_space_extents(caching_ctl, path, extent_count);
}