Quelle  qgroup.c   Sprache: 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;
}

/*
--> --------------------

--> maximum size reached

--> --------------------