Quelle  btree_update_interior.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

#include "bcachefs.h"
#include "alloc_foreground.h"
#include "bkey_buf.h"
#include "bkey_methods.h"
#include "btree_cache.h"
#include "btree_gc.h"
#include "btree_journal_iter.h"
#include "btree_update.h"
#include "btree_update_interior.h"
#include "btree_io.h"
#include "btree_iter.h"
#include "btree_locking.h"
#include "buckets.h"
#include "clock.h"
#include "enumerated_ref.h"
#include "error.h"
#include "extents.h"
#include "io_write.h"
#include "journal.h"
#include "journal_reclaim.h"
#include "keylist.h"
#include "recovery_passes.h"
#include "replicas.h"
#include "sb-members.h"
#include "super-io.h"
#include "trace.h"

#include <linux/random.h>

static const char * const bch2_btree_update_modes[] = {
#define x(t) #t,
 BTREE_UPDATE_MODES()
#undef x
 NULL
};

static void bch2_btree_update_to_text(struct printbuf *, struct btree_update *);

static int bch2_btree_insert_node(struct btree_update *, struct btree_trans *,
      btree_path_idx_t, struct btree *, struct keylist *);
static void bch2_btree_update_add_new_node(struct btree_update *, struct btree *);

/*
 * Verify that child nodes correctly span parent node's range:
 */
int bch2_btree_node_check_topology(struct btree_trans *trans, struct btree *b)
{
 struct bch_fs *c = trans->c;
 struct bpos node_min = b->key.k.type == KEY_TYPE_btree_ptr_v2
  ? bkey_i_to_btree_ptr_v2(&b->key)->v.min_key
  : b->data->min_key;
 struct btree_and_journal_iter iter;
 struct bkey_s_c k;
 struct printbuf buf = PRINTBUF;
 struct bkey_buf prev;
 int ret = 0;

 BUG_ON(b->key.k.type == KEY_TYPE_btree_ptr_v2 &&
        !bpos_eq(bkey_i_to_btree_ptr_v2(&b->key)->v.min_key,
   b->data->min_key));

 bch2_bkey_buf_init(&prev);
 bkey_init(&prev.k->k);
 bch2_btree_and_journal_iter_init_node_iter(trans, &iter, b);

 if (b == btree_node_root(c, b)) {
  if (!bpos_eq(b->data->min_key, POS_MIN)) {
   bch2_log_msg_start(c, &buf);
   prt_printf(&buf, "btree root with incorrect min_key: ");
   bch2_bpos_to_text(&buf, b->data->min_key);
   prt_newline(&buf);

   bch2_count_fsck_err(c, btree_root_bad_min_key, &buf);
   goto err;
  }

  if (!bpos_eq(b->data->max_key, SPOS_MAX)) {
   bch2_log_msg_start(c, &buf);
   prt_printf(&buf, "btree root with incorrect max_key: ");
   bch2_bpos_to_text(&buf, b->data->max_key);
   prt_newline(&buf);

   bch2_count_fsck_err(c, btree_root_bad_max_key, &buf);
   goto err;
  }
 }

 if (!b->c.level)
  goto out;

 while ((k = bch2_btree_and_journal_iter_peek(&iter)).k) {
  if (k.k->type != KEY_TYPE_btree_ptr_v2)
   goto out;

  struct bkey_s_c_btree_ptr_v2 bp = bkey_s_c_to_btree_ptr_v2(k);

  struct bpos expected_min = bkey_deleted(&prev.k->k)
   ? node_min
   : bpos_successor(prev.k->k.p);

  if (!bpos_eq(expected_min, bp.v->min_key)) {
   prt_str(&buf, "end of prev node doesn't match start of next node");
   prt_str(&buf, "\nprev ");
   bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, bkey_i_to_s_c(prev.k));
   prt_str(&buf, "\nnext ");
   bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, k);
   prt_newline(&buf);

   bch2_count_fsck_err(c, btree_node_topology_bad_min_key, &buf);
   goto err;
  }

  bch2_bkey_buf_reassemble(&prev, c, k);
  bch2_btree_and_journal_iter_advance(&iter);
 }

 if (bkey_deleted(&prev.k->k)) {
  prt_printf(&buf, "empty interior node\n");
  bch2_count_fsck_err(c, btree_node_topology_empty_interior_node, &buf);
  goto err;
 }

 if (!bpos_eq(prev.k->k.p, b->key.k.p)) {
  prt_str(&buf, "last child node doesn't end at end of parent node\nchild: ");
  bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, bkey_i_to_s_c(prev.k));
  prt_newline(&buf);

  bch2_count_fsck_err(c, btree_node_topology_bad_max_key, &buf);
  goto err;
 }
out:
 bch2_btree_and_journal_iter_exit(&iter);
 bch2_bkey_buf_exit(&prev, c);
 printbuf_exit(&buf);
 return ret;
err:
 bch2_btree_id_level_to_text(&buf, b->c.btree_id, b->c.level);
 prt_char(&buf, ' ');
 bch2_bkey_val_to_text(&buf, c, bkey_i_to_s_c(&b->key));
 prt_newline(&buf);

 ret = __bch2_topology_error(c, &buf);
 bch2_print_str(c, KERN_ERR, buf.buf);
 BUG_ON(!ret);
 goto out;
}

/* Calculate ideal packed bkey format for new btree nodes: */

static void __bch2_btree_calc_format(struct bkey_format_state *s, struct btree *b)
{
 struct bkey_packed *k;
 struct bkey uk;

 for_each_bset(b, t)
  bset_tree_for_each_key(b, t, k)
   if (!bkey_deleted(k)) {
    uk = bkey_unpack_key(b, k);
    bch2_bkey_format_add_key(s, &uk);
   }
}

static struct bkey_format bch2_btree_calc_format(struct btree *b)
{
 struct bkey_format_state s;

 bch2_bkey_format_init(&s);
 bch2_bkey_format_add_pos(&s, b->data->min_key);
 bch2_bkey_format_add_pos(&s, b->data->max_key);
 __bch2_btree_calc_format(&s, b);

 return bch2_bkey_format_done(&s);
}

static size_t btree_node_u64s_with_format(struct btree_nr_keys nr,
       struct bkey_format *old_f,
       struct bkey_format *new_f)
{
 /* stupid integer promotion rules */
 ssize_t delta =
     (((int) new_f->key_u64s - old_f->key_u64s) *
      (int) nr.packed_keys) +
     (((int) new_f->key_u64s - BKEY_U64s) *
      (int) nr.unpacked_keys);

 BUG_ON(delta + nr.live_u64s < 0);

 return nr.live_u64s + delta;
}

/**
 * bch2_btree_node_format_fits - check if we could rewrite node with a new format
 *
 * @c: filesystem handle
 * @b: btree node to rewrite
 * @nr: number of keys for new node (i.e. b->nr)
 * @new_f: bkey format to translate keys to
 *
 * Returns: true if all re-packed keys will be able to fit in a new node.
 *
 * Assumes all keys will successfully pack with the new format.
 */
static bool bch2_btree_node_format_fits(struct bch_fs *c, struct btree *b,
     struct btree_nr_keys nr,
     struct bkey_format *new_f)
{
 size_t u64s = btree_node_u64s_with_format(nr, &b->format, new_f);

 return __vstruct_bytes(struct btree_node, u64s) < btree_buf_bytes(b);
}

/* Btree node freeing/allocation: */

static void __btree_node_free(struct btree_trans *trans, struct btree *b)
{
 struct bch_fs *c = trans->c;

 trace_and_count(c, btree_node_free, trans, b);

 BUG_ON(btree_node_write_blocked(b));
 BUG_ON(btree_node_dirty(b));
 BUG_ON(btree_node_need_write(b));
 BUG_ON(b == btree_node_root(c, b));
 BUG_ON(b->ob.nr);
 BUG_ON(!list_empty(&b->write_blocked));
 BUG_ON(b->will_make_reachable);

 clear_btree_node_noevict(b);
}

static void bch2_btree_node_free_inmem(struct btree_trans *trans,
           struct btree_path *path,
           struct btree *b)
{
 struct bch_fs *c = trans->c;

 bch2_btree_node_lock_write_nofail(trans, path, &b->c);

 __btree_node_free(trans, b);

 mutex_lock(&c->btree_cache.lock);
 bch2_btree_node_hash_remove(&c->btree_cache, b);
 mutex_unlock(&c->btree_cache.lock);

 six_unlock_write(&b->c.lock);
 mark_btree_node_locked_noreset(path, b->c.level, BTREE_NODE_INTENT_LOCKED);

 bch2_trans_node_drop(trans, b);
}

static void bch2_btree_node_free_never_used(struct btree_update *as,
         struct btree_trans *trans,
         struct btree *b)
{
 struct bch_fs *c = as->c;
 struct prealloc_nodes *p = &as->prealloc_nodes[b->c.lock.readers != NULL];

 BUG_ON(!list_empty(&b->write_blocked));
 BUG_ON(b->will_make_reachable != (1UL|(unsigned long) as));

 b->will_make_reachable = 0;
 closure_put(&as->cl);

 clear_btree_node_will_make_reachable(b);
 clear_btree_node_accessed(b);
 clear_btree_node_dirty_acct(c, b);
 clear_btree_node_need_write(b);

 mutex_lock(&c->btree_cache.lock);
 __bch2_btree_node_hash_remove(&c->btree_cache, b);
 mutex_unlock(&c->btree_cache.lock);

 BUG_ON(p->nr >= ARRAY_SIZE(p->b));
 p->b[p->nr++] = b;

 six_unlock_intent(&b->c.lock);

 bch2_trans_node_drop(trans, b);
}

static struct btree *__bch2_btree_node_alloc(struct btree_trans *trans,
          struct disk_reservation *res,
          struct closure *cl,
          bool interior_node,
          unsigned target,
          unsigned flags)
{
 struct bch_fs *c = trans->c;
 struct write_point *wp;
 struct btree *b;
 BKEY_PADDED_ONSTACK(k, BKEY_BTREE_PTR_VAL_U64s_MAX) tmp;
 struct open_buckets obs = { .nr = 0 };
 struct bch_devs_list devs_have = (struct bch_devs_list) { 0 };
 enum bch_watermark watermark = flags & BCH_WATERMARK_MASK;
 unsigned nr_reserve = watermark < BCH_WATERMARK_reclaim
  ? BTREE_NODE_RESERVE
  : 0;
 int ret;

 b = bch2_btree_node_mem_alloc(trans, interior_node);
 if (IS_ERR(b))
  return b;

 BUG_ON(b->ob.nr);

 mutex_lock(&c->btree_reserve_cache_lock);
 if (c->btree_reserve_cache_nr > nr_reserve) {
  struct btree_alloc *a =
   &c->btree_reserve_cache[--c->btree_reserve_cache_nr];

  obs = a->ob;
  bkey_copy(&tmp.k, &a->k);
  mutex_unlock(&c->btree_reserve_cache_lock);
  goto out;
 }
 mutex_unlock(&c->btree_reserve_cache_lock);
retry:
 ret = bch2_alloc_sectors_start_trans(trans,
          target ?:
          c->opts.metadata_target ?:
          c->opts.foreground_target,
          0,
          writepoint_ptr(&c->btree_write_point),
          &devs_have,
          res->nr_replicas,
          min(res->nr_replicas,
       c->opts.metadata_replicas_required),
          watermark,
          target ? BCH_WRITE_only_specified_devs : 0,
          cl, &wp);
 if (unlikely(ret))
  goto err;

 if (wp->sectors_free < btree_sectors(c)) {
  struct open_bucket *ob;
  unsigned i;

  open_bucket_for_each(c, &wp->ptrs, ob, i)
   if (ob->sectors_free < btree_sectors(c))
    ob->sectors_free = 0;

  bch2_alloc_sectors_done(c, wp);
  goto retry;
 }

 bkey_btree_ptr_v2_init(&tmp.k);
 bch2_alloc_sectors_append_ptrs(c, wp, &tmp.k, btree_sectors(c), false);

 bch2_open_bucket_get(c, wp, &obs);
 bch2_alloc_sectors_done(c, wp);
out:
 bkey_copy(&b->key, &tmp.k);
 b->ob = obs;
 six_unlock_write(&b->c.lock);
 six_unlock_intent(&b->c.lock);

 return b;
err:
 bch2_btree_node_to_freelist(c, b);
 return ERR_PTR(ret);
}

static struct btree *bch2_btree_node_alloc(struct btree_update *as,
        struct btree_trans *trans,
        unsigned level)
{
 struct bch_fs *c = as->c;
 struct btree *b;
 struct prealloc_nodes *p = &as->prealloc_nodes[!!level];
 int ret;

 BUG_ON(level >= BTREE_MAX_DEPTH);
 BUG_ON(!p->nr);

 b = p->b[--p->nr];

 btree_node_lock_nopath_nofail(trans, &b->c, SIX_LOCK_intent);
 btree_node_lock_nopath_nofail(trans, &b->c, SIX_LOCK_write);

 set_btree_node_accessed(b);
 set_btree_node_dirty_acct(c, b);
 set_btree_node_need_write(b);

 bch2_bset_init_first(b, &b->data->keys);
 b->c.level = level;
 b->c.btree_id = as->btree_id;
 b->version_ondisk = c->sb.version;

 memset(&b->nr, 0, sizeof(b->nr));
 b->data->magic = cpu_to_le64(bset_magic(c));
 memset(&b->data->_ptr, 0, sizeof(b->data->_ptr));
 b->data->flags = 0;
 SET_BTREE_NODE_ID(b->data, as->btree_id);
 SET_BTREE_NODE_LEVEL(b->data, level);

 if (b->key.k.type == KEY_TYPE_btree_ptr_v2) {
  struct bkey_i_btree_ptr_v2 *bp = bkey_i_to_btree_ptr_v2(&b->key);

  bp->v.mem_ptr  = 0;
  bp->v.seq  = b->data->keys.seq;
  bp->v.sectors_written = 0;
 }

 SET_BTREE_NODE_NEW_EXTENT_OVERWRITE(b->data, true);

 bch2_btree_build_aux_trees(b);

 ret = bch2_btree_node_hash_insert(&c->btree_cache, b, level, as->btree_id);
 BUG_ON(ret);

 trace_and_count(c, btree_node_alloc, trans, b);
 bch2_increment_clock(c, btree_sectors(c), WRITE);
 return b;
}

static void btree_set_min(struct btree *b, struct bpos pos)
{
 if (b->key.k.type == KEY_TYPE_btree_ptr_v2)
  bkey_i_to_btree_ptr_v2(&b->key)->v.min_key = pos;
 b->data->min_key = pos;
}

static void btree_set_max(struct btree *b, struct bpos pos)
{
 b->key.k.p = pos;
 b->data->max_key = pos;
}

static struct btree *bch2_btree_node_alloc_replacement(struct btree_update *as,
             struct btree_trans *trans,
             struct btree *b)
{
 struct btree *n = bch2_btree_node_alloc(as, trans, b->c.level);
 struct bkey_format format = bch2_btree_calc_format(b);

 /*
 * The keys might expand with the new format - if they wouldn't fit in
 * the btree node anymore, use the old format for now:
 */
 if (!bch2_btree_node_format_fits(as->c, b, b->nr, &format))
  format = b->format;

 SET_BTREE_NODE_SEQ(n->data, BTREE_NODE_SEQ(b->data) + 1);

 btree_set_min(n, b->data->min_key);
 btree_set_max(n, b->data->max_key);

 n->data->format  = format;
 btree_node_set_format(n, format);

 bch2_btree_sort_into(as->c, n, b);

 btree_node_reset_sib_u64s(n);
 return n;
}

static struct btree *__btree_root_alloc(struct btree_update *as,
    struct btree_trans *trans, unsigned level)
{
 struct btree *b = bch2_btree_node_alloc(as, trans, level);

 btree_set_min(b, POS_MIN);
 btree_set_max(b, SPOS_MAX);
 b->data->format = bch2_btree_calc_format(b);

 btree_node_set_format(b, b->data->format);
 bch2_btree_build_aux_trees(b);

 return b;
}

static void bch2_btree_reserve_put(struct btree_update *as, struct btree_trans *trans)
{
 struct bch_fs *c = as->c;
 struct prealloc_nodes *p;

 for (p = as->prealloc_nodes;
      p < as->prealloc_nodes + ARRAY_SIZE(as->prealloc_nodes);
      p++) {
  while (p->nr) {
   struct btree *b = p->b[--p->nr];

   mutex_lock(&c->btree_reserve_cache_lock);

   if (c->btree_reserve_cache_nr <
       ARRAY_SIZE(c->btree_reserve_cache)) {
    struct btree_alloc *a =
     &c->btree_reserve_cache[c->btree_reserve_cache_nr++];

    a->ob = b->ob;
    b->ob.nr = 0;
    bkey_copy(&a->k, &b->key);
   } else {
    bch2_open_buckets_put(c, &b->ob);
   }

   mutex_unlock(&c->btree_reserve_cache_lock);

   btree_node_lock_nopath_nofail(trans, &b->c, SIX_LOCK_intent);
   btree_node_lock_nopath_nofail(trans, &b->c, SIX_LOCK_write);
   __btree_node_free(trans, b);
   bch2_btree_node_to_freelist(c, b);
  }
 }
}

static int bch2_btree_reserve_get(struct btree_trans *trans,
      struct btree_update *as,
      unsigned nr_nodes[2],
      unsigned target,
      unsigned flags,
      struct closure *cl)
{
 struct btree *b;
 unsigned interior;
 int ret = 0;

 BUG_ON(nr_nodes[0] + nr_nodes[1] > BTREE_RESERVE_MAX);

 /*
 * Protects reaping from the btree node cache and using the btree node
 * open bucket reserve:
 */
 ret = bch2_btree_cache_cannibalize_lock(trans, cl);
 if (ret)
  return ret;

 for (interior = 0; interior < 2; interior++) {
  struct prealloc_nodes *p = as->prealloc_nodes + interior;

  while (p->nr < nr_nodes[interior]) {
   b = __bch2_btree_node_alloc(trans, &as->disk_res, cl,
          interior, target, flags);
   if (IS_ERR(b)) {
    ret = PTR_ERR(b);
    goto err;
   }

   p->b[p->nr++] = b;
  }
 }
err:
 bch2_btree_cache_cannibalize_unlock(trans);
 return ret;
}

/* Asynchronous interior node update machinery */

static void bch2_btree_update_free(struct btree_update *as, struct btree_trans *trans)
{
 struct bch_fs *c = as->c;

 if (as->took_gc_lock)
  up_read(&c->gc_lock);
 as->took_gc_lock = false;

 bch2_journal_pin_drop(&c->journal, &as->journal);
 bch2_journal_pin_flush(&c->journal, &as->journal);
 bch2_disk_reservation_put(c, &as->disk_res);
 bch2_btree_reserve_put(as, trans);

 bch2_time_stats_update(&c->times[BCH_TIME_btree_interior_update_total],
          as->start_time);

 mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);
 list_del(&as->unwritten_list);
 list_del(&as->list);

 closure_debug_destroy(&as->cl);
 mempool_free(as, &c->btree_interior_update_pool);

 /*
 * Have to do the wakeup with btree_interior_update_lock still held,
 * since being on btree_interior_update_list is our ref on @c:
 */
 closure_wake_up(&c->btree_interior_update_wait);

 mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);
}

static void btree_update_add_key(struct btree_update *as,
     struct keylist *keys, struct btree *b)
{
 struct bkey_i *k = &b->key;

 BUG_ON(bch2_keylist_u64s(keys) + k->k.u64s >
        ARRAY_SIZE(as->_old_keys));

 bkey_copy(keys->top, k);
 bkey_i_to_btree_ptr_v2(keys->top)->v.mem_ptr = b->c.level + 1;

 bch2_keylist_push(keys);
}

static bool btree_update_new_nodes_marked_sb(struct btree_update *as)
{
 for_each_keylist_key(&as->new_keys, k)
  if (!bch2_dev_btree_bitmap_marked(as->c, bkey_i_to_s_c(k)))
   return false;
 return true;
}

static void btree_update_new_nodes_mark_sb(struct btree_update *as)
{
 struct bch_fs *c = as->c;

 mutex_lock(&c->sb_lock);
 for_each_keylist_key(&as->new_keys, k)
  bch2_dev_btree_bitmap_mark(c, bkey_i_to_s_c(k));

 bch2_write_super(c);
 mutex_unlock(&c->sb_lock);
}

/*
 * The transactional part of an interior btree node update, where we journal the
 * update we did to the interior node and update alloc info:
 */
static int btree_update_nodes_written_trans(struct btree_trans *trans,
         struct btree_update *as)
{
 struct jset_entry *e = bch2_trans_jset_entry_alloc(trans, as->journal_u64s);
 int ret = PTR_ERR_OR_ZERO(e);
 if (ret)
  return ret;

 memcpy(e, as->journal_entries, as->journal_u64s * sizeof(u64));

 trans->journal_pin = &as->journal;

 for_each_keylist_key(&as->old_keys, k) {
  unsigned level = bkey_i_to_btree_ptr_v2(k)->v.mem_ptr;

  ret = bch2_key_trigger_old(trans, as->btree_id, level, bkey_i_to_s_c(k),
        BTREE_TRIGGER_transactional);
  if (ret)
   return ret;
 }

 for_each_keylist_key(&as->new_keys, k) {
  unsigned level = bkey_i_to_btree_ptr_v2(k)->v.mem_ptr;

  ret = bch2_key_trigger_new(trans, as->btree_id, level, bkey_i_to_s(k),
        BTREE_TRIGGER_transactional);
  if (ret)
   return ret;
 }

 return 0;
}

/* If the node has been reused, we might be reading uninitialized memory - that's fine: */
static noinline __no_kmsan_checks bool btree_node_seq_matches(struct btree *b, __le64 seq)
{
 struct btree_node *b_data = READ_ONCE(b->data);

 return (b_data ? b_data->keys.seq : 0) == seq;
}

static void btree_update_nodes_written(struct btree_update *as)
{
 struct bch_fs *c = as->c;
 struct btree *b;
 struct btree_trans *trans = bch2_trans_get(c);
 u64 journal_seq = 0;
 unsigned i;
 int ret;

 /*
 * If we're already in an error state, it might be because a btree node
 * was never written, and we might be trying to free that same btree
 * node here, but it won't have been marked as allocated and we'll see
 * spurious disk usage inconsistencies in the transactional part below
 * if we don't skip it:
 */
 ret = bch2_journal_error(&c->journal);
 if (ret)
  goto err;

 if (!btree_update_new_nodes_marked_sb(as))
  btree_update_new_nodes_mark_sb(as);

 /*
 * Wait for any in flight writes to finish before we free the old nodes
 * on disk. But we haven't pinned those old nodes in the btree cache,
 * they might have already been evicted.
 *
 * The update we're completing deleted references to those nodes from the
 * btree, so we know if they've been evicted they can't be pulled back in.
 * We just have to check if the nodes we have pointers to are still those
 * old nodes, and haven't been reused.
 *
 * This can't be done locklessly because the data buffer might have been
 * vmalloc allocated, and they're not RCU freed. We also need the
 * __no_kmsan_checks annotation because even with the btree node read
 * lock, nothing tells us that the data buffer has been initialized (if
 * the btree node has been reused for a different node, and the data
 * buffer swapped for a new data buffer).
 */
 for (i = 0; i < as->nr_old_nodes; i++) {
  b = as->old_nodes[i];

  bch2_trans_begin(trans);
  btree_node_lock_nopath_nofail(trans, &b->c, SIX_LOCK_read);
  bool seq_matches = btree_node_seq_matches(b, as->old_nodes_seq[i]);
  six_unlock_read(&b->c.lock);
  bch2_trans_unlock_long(trans);

  if (seq_matches)
   wait_on_bit_io(&b->flags, BTREE_NODE_write_in_flight_inner,
           TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 }

 /*
 * We did an update to a parent node where the pointers we added pointed
 * to child nodes that weren't written yet: now, the child nodes have
 * been written so we can write out the update to the interior node.
 */

 /*
 * We can't call into journal reclaim here: we'd block on the journal
 * reclaim lock, but we may need to release the open buckets we have
 * pinned in order for other btree updates to make forward progress, and
 * journal reclaim does btree updates when flushing bkey_cached entries,
 * which may require allocations as well.
 */
 ret = commit_do(trans, &as->disk_res, &journal_seq,
   BCH_WATERMARK_interior_updates|
   BCH_TRANS_COMMIT_no_enospc|
   BCH_TRANS_COMMIT_no_check_rw|
   BCH_TRANS_COMMIT_journal_reclaim,
   btree_update_nodes_written_trans(trans, as));
 bch2_trans_unlock(trans);

 bch2_fs_fatal_err_on(ret && !bch2_journal_error(&c->journal), c,
        "%s", bch2_err_str(ret));
err:
 /*
 * Ensure transaction is unlocked before using btree_node_lock_nopath()
 * (the use of which is always suspect, we need to work on removing this
 * in the future)
 *
 * It should be, but bch2_path_get_unlocked_mut() -> bch2_path_get()
 * calls bch2_path_upgrade(), before we call path_make_mut(), so we may
 * rarely end up with a locked path besides the one we have here:
 */
 bch2_trans_unlock(trans);
 bch2_trans_begin(trans);

 /*
 * We have to be careful because another thread might be getting ready
 * to free as->b and calling btree_update_reparent() on us - we'll
 * recheck under btree_update_lock below:
 */
 b = READ_ONCE(as->b);
 if (b) {
  /*
 * @b is the node we did the final insert into:
 *
 * On failure to get a journal reservation, we still have to
 * unblock the write and allow most of the write path to happen
 * so that shutdown works, but the i->journal_seq mechanism
 * won't work to prevent the btree write from being visible (we
 * didn't get a journal sequence number) - instead
 * __bch2_btree_node_write() doesn't do the actual write if
 * we're in journal error state:
 */

  btree_path_idx_t path_idx = bch2_path_get_unlocked_mut(trans,
      as->btree_id, b->c.level, b->key.k.p);
  struct btree_path *path = trans->paths + path_idx;
  btree_node_lock_nopath_nofail(trans, &b->c, SIX_LOCK_intent);
  mark_btree_node_locked(trans, path, b->c.level, BTREE_NODE_INTENT_LOCKED);
  path->l[b->c.level].lock_seq = six_lock_seq(&b->c.lock);
  path->l[b->c.level].b = b;

  bch2_btree_node_lock_write_nofail(trans, path, &b->c);

  mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);

  list_del(&as->write_blocked_list);
  if (list_empty(&b->write_blocked))
   clear_btree_node_write_blocked(b);

  /*
 * Node might have been freed, recheck under
 * btree_interior_update_lock:
 */
  if (as->b == b) {
   BUG_ON(!b->c.level);
   BUG_ON(!btree_node_dirty(b));

   if (!ret) {
    struct bset *last = btree_bset_last(b);

    last->journal_seq = cpu_to_le64(
            max(journal_seq,
         le64_to_cpu(last->journal_seq)));

    bch2_btree_add_journal_pin(c, b, journal_seq);
   } else {
    /*
 * If we didn't get a journal sequence number we
 * can't write this btree node, because recovery
 * won't know to ignore this write:
 */
    set_btree_node_never_write(b);
   }
  }

  mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);

  mark_btree_node_locked_noreset(path, b->c.level, BTREE_NODE_INTENT_LOCKED);
  six_unlock_write(&b->c.lock);

  btree_node_write_if_need(trans, b, SIX_LOCK_intent);
  btree_node_unlock(trans, path, b->c.level);
  bch2_path_put(trans, path_idx, true);
 }

 bch2_journal_pin_drop(&c->journal, &as->journal);

 mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);
 for (i = 0; i < as->nr_new_nodes; i++) {
  b = as->new_nodes[i];

  BUG_ON(b->will_make_reachable != (unsigned long) as);
  b->will_make_reachable = 0;
  clear_btree_node_will_make_reachable(b);
 }
 mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);

 for (i = 0; i < as->nr_new_nodes; i++) {
  b = as->new_nodes[i];

  btree_node_lock_nopath_nofail(trans, &b->c, SIX_LOCK_read);
  btree_node_write_if_need(trans, b, SIX_LOCK_read);
  six_unlock_read(&b->c.lock);
 }

 for (i = 0; i < as->nr_open_buckets; i++)
  bch2_open_bucket_put(c, c->open_buckets + as->open_buckets[i]);

 bch2_btree_update_free(as, trans);
 bch2_trans_put(trans);
}

static void btree_interior_update_work(struct work_struct *work)
{
 struct bch_fs *c =
  container_of(work, struct bch_fs, btree_interior_update_work);
 struct btree_update *as;

 while (1) {
  mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);
  as = list_first_entry_or_null(&c->btree_interior_updates_unwritten,
           struct btree_update, unwritten_list);
  if (as && !as->nodes_written)
   as = NULL;
  mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);

  if (!as)
   break;

  btree_update_nodes_written(as);
 }
}

static CLOSURE_CALLBACK(btree_update_set_nodes_written)
{
 closure_type(as, struct btree_update, cl);
 struct bch_fs *c = as->c;

 mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);
 as->nodes_written = true;
 mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);

 queue_work(c->btree_interior_update_worker, &c->btree_interior_update_work);
}

/*
 * We're updating @b with pointers to nodes that haven't finished writing yet:
 * block @b from being written until @as completes
 */
static void btree_update_updated_node(struct btree_update *as, struct btree *b)
{
 struct bch_fs *c = as->c;

 BUG_ON(as->mode != BTREE_UPDATE_none);
 BUG_ON(as->update_level_end < b->c.level);
 BUG_ON(!btree_node_dirty(b));
 BUG_ON(!b->c.level);

 mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);
 list_add_tail(&as->unwritten_list, &c->btree_interior_updates_unwritten);

 as->mode = BTREE_UPDATE_node;
 as->b  = b;
 as->update_level_end = b->c.level;

 set_btree_node_write_blocked(b);
 list_add(&as->write_blocked_list, &b->write_blocked);

 mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);
}

static int bch2_update_reparent_journal_pin_flush(struct journal *j,
    struct journal_entry_pin *_pin, u64 seq)
{
 return 0;
}

static void btree_update_reparent(struct btree_update *as,
      struct btree_update *child)
{
 struct bch_fs *c = as->c;

 lockdep_assert_held(&c->btree_interior_update_lock);

 child->b = NULL;
 child->mode = BTREE_UPDATE_update;

 bch2_journal_pin_copy(&c->journal, &as->journal, &child->journal,
         bch2_update_reparent_journal_pin_flush);
}

static void btree_update_updated_root(struct btree_update *as, struct btree *b)
{
 struct bkey_i *insert = &b->key;
 struct bch_fs *c = as->c;

 BUG_ON(as->mode != BTREE_UPDATE_none);

 BUG_ON(as->journal_u64s + jset_u64s(insert->k.u64s) >
        ARRAY_SIZE(as->journal_entries));

 as->journal_u64s +=
  journal_entry_set((void *) &as->journal_entries[as->journal_u64s],
      BCH_JSET_ENTRY_btree_root,
      b->c.btree_id, b->c.level,
      insert, insert->k.u64s);

 mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);
 list_add_tail(&as->unwritten_list, &c->btree_interior_updates_unwritten);

 as->mode = BTREE_UPDATE_root;
 mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);
}

/*
 * bch2_btree_update_add_new_node:
 *
 * This causes @as to wait on @b to be written, before it gets to
 * bch2_btree_update_nodes_written
 *
 * Additionally, it sets b->will_make_reachable to prevent any additional writes
 * to @b from happening besides the first until @b is reachable on disk
 *
 * And it adds @b to the list of @as's new nodes, so that we can update sector
 * counts in bch2_btree_update_nodes_written:
 */
static void bch2_btree_update_add_new_node(struct btree_update *as, struct btree *b)
{
 struct bch_fs *c = as->c;

 closure_get(&as->cl);

 mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);
 BUG_ON(as->nr_new_nodes >= ARRAY_SIZE(as->new_nodes));
 BUG_ON(b->will_make_reachable);

 as->new_nodes[as->nr_new_nodes++] = b;
 b->will_make_reachable = 1UL|(unsigned long) as;
 set_btree_node_will_make_reachable(b);

 mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);

 btree_update_add_key(as, &as->new_keys, b);

 if (b->key.k.type == KEY_TYPE_btree_ptr_v2) {
  unsigned bytes = vstruct_end(&b->data->keys) - (void *) b->data;
  unsigned sectors = round_up(bytes, block_bytes(c)) >> 9;

  bkey_i_to_btree_ptr_v2(&b->key)->v.sectors_written =
   cpu_to_le16(sectors);
 }
}

/*
 * returns true if @b was a new node
 */
static void btree_update_drop_new_node(struct bch_fs *c, struct btree *b)
{
 struct btree_update *as;
 unsigned long v;
 unsigned i;

 mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);
 /*
 * When b->will_make_reachable != 0, it owns a ref on as->cl that's
 * dropped when it gets written by bch2_btree_complete_write - the
 * xchg() is for synchronization with bch2_btree_complete_write:
 */
 v = xchg(&b->will_make_reachable, 0);
 clear_btree_node_will_make_reachable(b);
 as = (struct btree_update *) (v & ~1UL);

 if (!as) {
  mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);
  return;
 }

 for (i = 0; i < as->nr_new_nodes; i++)
  if (as->new_nodes[i] == b)
   goto found;

 BUG();
found:
 array_remove_item(as->new_nodes, as->nr_new_nodes, i);
 mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);

 if (v & 1)
  closure_put(&as->cl);
}

static void bch2_btree_update_get_open_buckets(struct btree_update *as, struct btree *b)
{
 while (b->ob.nr)
  as->open_buckets[as->nr_open_buckets++] =
   b->ob.v[--b->ob.nr];
}

static int bch2_btree_update_will_free_node_journal_pin_flush(struct journal *j,
    struct journal_entry_pin *_pin, u64 seq)
{
 return 0;
}

/*
 * @b is being split/rewritten: it may have pointers to not-yet-written btree
 * nodes and thus outstanding btree_updates - redirect @b's
 * btree_updates to point to this btree_update:
 */
static void bch2_btree_interior_update_will_free_node(struct btree_update *as,
            struct btree *b)
{
 struct bch_fs *c = as->c;
 struct btree_update *p, *n;
 struct btree_write *w;

 set_btree_node_dying(b);

 if (btree_node_fake(b))
  return;

 mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);

 /*
 * Does this node have any btree_update operations preventing
 * it from being written?
 *
 * If so, redirect them to point to this btree_update: we can
 * write out our new nodes, but we won't make them visible until those
 * operations complete
 */
 list_for_each_entry_safe(p, n, &b->write_blocked, write_blocked_list) {
  list_del_init(&p->write_blocked_list);
  btree_update_reparent(as, p);

  /*
 * for flush_held_btree_writes() waiting on updates to flush or
 * nodes to be writeable:
 */
  closure_wake_up(&c->btree_interior_update_wait);
 }

 clear_btree_node_dirty_acct(c, b);
 clear_btree_node_need_write(b);
 clear_btree_node_write_blocked(b);

 /*
 * Does this node have unwritten data that has a pin on the journal?
 *
 * If so, transfer that pin to the btree_update operation -
 * note that if we're freeing multiple nodes, we only need to keep the
 * oldest pin of any of the nodes we're freeing. We'll release the pin
 * when the new nodes are persistent and reachable on disk:
 */
 w = btree_current_write(b);
 bch2_journal_pin_copy(&c->journal, &as->journal, &w->journal,
         bch2_btree_update_will_free_node_journal_pin_flush);
 bch2_journal_pin_drop(&c->journal, &w->journal);

 w = btree_prev_write(b);
 bch2_journal_pin_copy(&c->journal, &as->journal, &w->journal,
         bch2_btree_update_will_free_node_journal_pin_flush);
 bch2_journal_pin_drop(&c->journal, &w->journal);

 mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);

 /*
 * Is this a node that isn't reachable on disk yet?
 *
 * Nodes that aren't reachable yet have writes blocked until they're
 * reachable - now that we've cancelled any pending writes and moved
 * things waiting on that write to wait on this update, we can drop this
 * node from the list of nodes that the other update is making
 * reachable, prior to freeing it:
 */
 btree_update_drop_new_node(c, b);

 btree_update_add_key(as, &as->old_keys, b);

 as->old_nodes[as->nr_old_nodes] = b;
 as->old_nodes_seq[as->nr_old_nodes] = b->data->keys.seq;
 as->nr_old_nodes++;
}

static void bch2_btree_update_done(struct btree_update *as, struct btree_trans *trans)
{
 struct bch_fs *c = as->c;
 u64 start_time = as->start_time;

 BUG_ON(as->mode == BTREE_UPDATE_none);

 if (as->took_gc_lock)
  up_read(&as->c->gc_lock);
 as->took_gc_lock = false;

 bch2_btree_reserve_put(as, trans);

 continue_at(&as->cl, btree_update_set_nodes_written,
      as->c->btree_interior_update_worker);

 bch2_time_stats_update(&c->times[BCH_TIME_btree_interior_update_foreground],
          start_time);
}

static const char * const btree_node_reawrite_reason_strs[] = {
#define x(n) #n,
 BTREE_NODE_REWRITE_REASON()
#undef x
 NULL,
};

static struct btree_update *
bch2_btree_update_start(struct btree_trans *trans, struct btree_path *path,
   unsigned level_start, bool split,
   unsigned target, unsigned flags)
{
 struct bch_fs *c = trans->c;
 struct btree_update *as;
 u64 start_time = local_clock();
 int disk_res_flags = (flags & BCH_TRANS_COMMIT_no_enospc)
  ? BCH_DISK_RESERVATION_NOFAIL : 0;
 unsigned nr_nodes[2] = { 0, 0 };
 unsigned level_end = level_start;
 enum bch_watermark watermark = flags & BCH_WATERMARK_MASK;
 int ret = 0;
 u32 restart_count = trans->restart_count;

 BUG_ON(!path->should_be_locked);

 if (watermark == BCH_WATERMARK_copygc)
  watermark = BCH_WATERMARK_btree_copygc;
 if (watermark < BCH_WATERMARK_btree)
  watermark = BCH_WATERMARK_btree;

 flags &= ~BCH_WATERMARK_MASK;
 flags |= watermark;

 if (watermark < BCH_WATERMARK_reclaim &&
     test_bit(JOURNAL_space_low, &c->journal.flags)) {
  if (flags & BCH_TRANS_COMMIT_journal_reclaim)
   return ERR_PTR(-BCH_ERR_journal_reclaim_would_deadlock);

  ret = drop_locks_do(trans,
   ({ wait_event(c->journal.wait, !test_bit(JOURNAL_space_low, &c->journal.flags)); 0; }));
  if (ret)
   return ERR_PTR(ret);
 }

 while (1) {
  nr_nodes[!!level_end] += 1 + split;
  level_end++;

  ret = bch2_btree_path_upgrade(trans, path, level_end + 1);
  if (ret)
   return ERR_PTR(ret);

  if (!btree_path_node(path, level_end)) {
   /* Allocating new root? */
   nr_nodes[1] += split;
   level_end = BTREE_MAX_DEPTH;
   break;
  }

  /*
 * Always check for space for two keys, even if we won't have to
 * split at prior level - it might have been a merge instead:
 */
  if (bch2_btree_node_insert_fits(path->l[level_end].b,
      BKEY_BTREE_PTR_U64s_MAX * 2))
   break;

  split = path->l[level_end].b->nr.live_u64s > BTREE_SPLIT_THRESHOLD(c);
 }

 if (!down_read_trylock(&c->gc_lock)) {
  ret = drop_locks_do(trans, (down_read(&c->gc_lock), 0));
  if (ret) {
   up_read(&c->gc_lock);
   return ERR_PTR(ret);
  }
 }

 as = mempool_alloc(&c->btree_interior_update_pool, GFP_NOFS);
 memset(as, 0, sizeof(*as));
 closure_init(&as->cl, NULL);
 as->c   = c;
 as->start_time  = start_time;
 as->ip_started  = _RET_IP_;
 as->mode  = BTREE_UPDATE_none;
 as->flags  = flags;
 as->took_gc_lock = true;
 as->btree_id  = path->btree_id;
 as->update_level_start = level_start;
 as->update_level_end = level_end;
 INIT_LIST_HEAD(&as->list);
 INIT_LIST_HEAD(&as->unwritten_list);
 INIT_LIST_HEAD(&as->write_blocked_list);
 bch2_keylist_init(&as->old_keys, as->_old_keys);
 bch2_keylist_init(&as->new_keys, as->_new_keys);
 bch2_keylist_init(&as->parent_keys, as->inline_keys);

 mutex_lock(&c->btree_interior_update_lock);
 list_add_tail(&as->list, &c->btree_interior_update_list);
 mutex_unlock(&c->btree_interior_update_lock);

 struct btree *b = btree_path_node(path, path->level);
 as->node_start = b->data->min_key;
 as->node_end = b->data->max_key;
 as->node_needed_rewrite = btree_node_rewrite_reason(b);
 as->node_written = b->written;
 as->node_sectors = btree_buf_bytes(b) >> 9;
 as->node_remaining = __bch2_btree_u64s_remaining(b,
    btree_bkey_last(b, bset_tree_last(b)));

 /*
 * We don't want to allocate if we're in an error state, that can cause
 * deadlock on emergency shutdown due to open buckets getting stuck in
 * the btree_reserve_cache after allocator shutdown has cleared it out.
 * This check needs to come after adding us to the btree_interior_update
 * list but before calling bch2_btree_reserve_get, to synchronize with
 * __bch2_fs_read_only().
 */
 ret = bch2_journal_error(&c->journal);
 if (ret)
  goto err;

 ret = bch2_disk_reservation_get(c, &as->disk_res,
   (nr_nodes[0] + nr_nodes[1]) * btree_sectors(c),
   READ_ONCE(c->opts.metadata_replicas),
   disk_res_flags);
 if (ret)
  goto err;

 ret = bch2_btree_reserve_get(trans, as, nr_nodes, target, flags, NULL);
 if (bch2_err_matches(ret, ENOSPC) ||
     bch2_err_matches(ret, ENOMEM)) {
  struct closure cl;

  /*
 * XXX: this should probably be a separate BTREE_INSERT_NONBLOCK
 * flag
 */
  if (bch2_err_matches(ret, ENOSPC) &&
      (flags & BCH_TRANS_COMMIT_journal_reclaim) &&
      watermark < BCH_WATERMARK_reclaim) {
   ret = bch_err_throw(c, journal_reclaim_would_deadlock);
   goto err;
  }

  closure_init_stack(&cl);

  do {
   ret = bch2_btree_reserve_get(trans, as, nr_nodes, target, flags, &cl);
   if (!bch2_err_matches(ret, BCH_ERR_operation_blocked))
    break;
   bch2_trans_unlock(trans);
   bch2_wait_on_allocator(c, &cl);
  } while (1);
 }

 if (ret) {
  trace_and_count(c, btree_reserve_get_fail, trans->fn,
    _RET_IP_, nr_nodes[0] + nr_nodes[1], ret);
  goto err;
 }

 ret = bch2_trans_relock(trans);
 if (ret)
  goto err;

 bch2_trans_verify_not_restarted(trans, restart_count);
 return as;
err:
 bch2_btree_update_free(as, trans);
 if (!bch2_err_matches(ret, ENOSPC) &&
     !bch2_err_matches(ret, EROFS) &&
     ret != -BCH_ERR_journal_reclaim_would_deadlock &&
     ret != -BCH_ERR_journal_shutdown)
  bch_err_fn_ratelimited(c, ret);
 return ERR_PTR(ret);
}

/* Btree root updates: */

static void bch2_btree_set_root_inmem(struct bch_fs *c, struct btree *b)
{
 /* Root nodes cannot be reaped */
 mutex_lock(&c->btree_cache.lock);
 list_del_init(&b->list);
 mutex_unlock(&c->btree_cache.lock);

 mutex_lock(&c->btree_root_lock);
 bch2_btree_id_root(c, b->c.btree_id)->b = b;
 mutex_unlock(&c->btree_root_lock);

 bch2_recalc_btree_reserve(c);
}

static int bch2_btree_set_root(struct btree_update *as,
          struct btree_trans *trans,
          struct btree_path *path,
          struct btree *b,
          bool nofail)
{
 struct bch_fs *c = as->c;

 trace_and_count(c, btree_node_set_root, trans, b);

 struct btree *old = btree_node_root(c, b);

 /*
 * Ensure no one is using the old root while we switch to the
 * new root:
 */
 if (nofail) {
  bch2_btree_node_lock_write_nofail(trans, path, &old->c);
 } else {
  int ret = bch2_btree_node_lock_write(trans, path, &old->c);
  if (ret)
   return ret;
 }

 bch2_btree_set_root_inmem(c, b);

 btree_update_updated_root(as, b);

 /*
 * Unlock old root after new root is visible:
 *
 * The new root isn't persistent, but that's ok: we still have
 * an intent lock on the new root, and any updates that would
 * depend on the new root would have to update the new root.
 */
 bch2_btree_node_unlock_write(trans, path, old);
 return 0;
}

/* Interior node updates: */

static void bch2_insert_fixup_btree_ptr(struct btree_update *as,
     struct btree_trans *trans,
     struct btree_path *path,
     struct btree *b,
     struct btree_node_iter *node_iter,
     struct bkey_i *insert)
{
 struct bch_fs *c = as->c;
 struct bkey_packed *k;
 struct printbuf buf = PRINTBUF;
 unsigned long old, new;

 BUG_ON(insert->k.type == KEY_TYPE_btree_ptr_v2 &&
        !btree_ptr_sectors_written(bkey_i_to_s_c(insert)));

 if (unlikely(!test_bit(JOURNAL_replay_done, &c->journal.flags)))
  bch2_journal_key_overwritten(c, b->c.btree_id, b->c.level, insert->k.p);

 struct bkey_validate_context from = (struct bkey_validate_context) {
  .from = BKEY_VALIDATE_btree_node,
  .level = b->c.level,
  .btree = b->c.btree_id,
  .flags = BCH_VALIDATE_commit,
 };
 if (bch2_bkey_validate(c, bkey_i_to_s_c(insert), from) ?:
     bch2_bkey_in_btree_node(c, b, bkey_i_to_s_c(insert), from)) {
  bch2_fs_inconsistent(c, "%s: inserting invalid bkey", __func__);
  dump_stack();
 }

 BUG_ON(as->journal_u64s + jset_u64s(insert->k.u64s) >
        ARRAY_SIZE(as->journal_entries));

 as->journal_u64s +=
  journal_entry_set((void *) &as->journal_entries[as->journal_u64s],
      BCH_JSET_ENTRY_btree_keys,
      b->c.btree_id, b->c.level,
      insert, insert->k.u64s);

 while ((k = bch2_btree_node_iter_peek_all(node_iter, b)) &&
        bkey_iter_pos_cmp(b, k, &insert->k.p) < 0)
  bch2_btree_node_iter_advance(node_iter, b);

 bch2_btree_bset_insert_key(trans, path, b, node_iter, insert);
 set_btree_node_dirty_acct(c, b);

 old = READ_ONCE(b->flags);
 do {
  new = old;

  new &= ~BTREE_WRITE_TYPE_MASK;
  new |= BTREE_WRITE_interior;
  new |= 1 << BTREE_NODE_need_write;
 } while (!try_cmpxchg(&b->flags, &old, new));

 printbuf_exit(&buf);
}

static int
bch2_btree_insert_keys_interior(struct btree_update *as,
    struct btree_trans *trans,
    struct btree_path *path,
    struct btree *b,
    struct btree_node_iter node_iter,
    struct keylist *keys)
{
 struct bkey_i *insert = bch2_keylist_front(keys);
 struct bkey_packed *k;

 BUG_ON(btree_node_type(b) != BKEY_TYPE_btree);

 while ((k = bch2_btree_node_iter_prev_all(&node_iter, b)) &&
        (bkey_cmp_left_packed(b, k, &insert->k.p) >= 0))
  ;

 for (;
      insert != keys->top && bpos_le(insert->k.p, b->key.k.p);
      insert = bkey_next(insert))
  bch2_insert_fixup_btree_ptr(as, trans, path, b, &node_iter, insert);

 int ret = bch2_btree_node_check_topology(trans, b);
 if (ret) {
  struct printbuf buf = PRINTBUF;

  for (struct bkey_i *k = keys->keys;
       k != insert;
       k = bkey_next(k)) {
   bch2_bkey_val_to_text(&buf, trans->c, bkey_i_to_s_c(k));
   prt_newline(&buf);
  }

  bch2_fs_fatal_error(as->c, "%ps -> %s(): check_topology error %s: inserted keys\n%s",
        (void *) _RET_IP_, __func__, bch2_err_str(ret), buf.buf);
  dump_stack();
  return ret;
 }

 memmove_u64s_down(keys->keys, insert, keys->top_p - insert->_data);
 keys->top_p -= insert->_data - keys->keys_p;
 return 0;
}

static bool key_deleted_in_insert(struct keylist *insert_keys, struct bpos pos)
{
 if (insert_keys)
  for_each_keylist_key(insert_keys, k)
   if (bkey_deleted(&k->k) && bpos_eq(k->k.p, pos))
    return true;
 return false;
}

/*
 * Move keys from n1 (original replacement node, now lower node) to n2 (higher
 * node)
 */
static void __btree_split_node(struct btree_update *as,
          struct btree_trans *trans,
          struct btree *b,
          struct btree *n[2],
          struct keylist *insert_keys)
{
 struct bkey_packed *k;
 struct bpos n1_pos = POS_MIN;
 struct btree_node_iter iter;
 struct bset *bsets[2];
 struct bkey_format_state format[2];
 struct bkey_packed *out[2];
 struct bkey uk;
 unsigned u64s, n1_u64s = (b->nr.live_u64s * 3) / 5;
 struct { unsigned nr_keys, val_u64s; } nr_keys[2];
 int i;

 memset(&nr_keys, 0, sizeof(nr_keys));

 for (i = 0; i < 2; i++) {
  BUG_ON(n[i]->nsets != 1);

  bsets[i] = btree_bset_first(n[i]);
  out[i] = bsets[i]->start;

  SET_BTREE_NODE_SEQ(n[i]->data, BTREE_NODE_SEQ(b->data) + 1);
  bch2_bkey_format_init(&format[i]);
 }

 u64s = 0;
 for_each_btree_node_key(b, k, &iter) {
  if (bkey_deleted(k))
   continue;

  uk = bkey_unpack_key(b, k);

  if (b->c.level &&
      u64s < n1_u64s &&
      u64s + k->u64s >= n1_u64s &&
      (bch2_key_deleted_in_journal(trans, b->c.btree_id, b->c.level, uk.p) ||
       key_deleted_in_insert(insert_keys, uk.p)))
   n1_u64s += k->u64s;

  i = u64s >= n1_u64s;
  u64s += k->u64s;
  if (!i)
   n1_pos = uk.p;
  bch2_bkey_format_add_key(&format[i], &uk);

  nr_keys[i].nr_keys++;
  nr_keys[i].val_u64s += bkeyp_val_u64s(&b->format, k);
 }

 btree_set_min(n[0], b->data->min_key);
 btree_set_max(n[0], n1_pos);
 btree_set_min(n[1], bpos_successor(n1_pos));
 btree_set_max(n[1], b->data->max_key);

 for (i = 0; i < 2; i++) {
  bch2_bkey_format_add_pos(&format[i], n[i]->data->min_key);
  bch2_bkey_format_add_pos(&format[i], n[i]->data->max_key);

  n[i]->data->format = bch2_bkey_format_done(&format[i]);

  unsigned u64s = nr_keys[i].nr_keys * n[i]->data->format.key_u64s +
   nr_keys[i].val_u64s;
  if (__vstruct_bytes(struct btree_node, u64s) > btree_buf_bytes(b))
   n[i]->data->format = b->format;

  btree_node_set_format(n[i], n[i]->data->format);
 }

 u64s = 0;
 for_each_btree_node_key(b, k, &iter) {
  if (bkey_deleted(k))
   continue;

  i = u64s >= n1_u64s;
  u64s += k->u64s;

  if (bch2_bkey_transform(&n[i]->format, out[i], bkey_packed(k)
     ? &b->format: &bch2_bkey_format_current, k))
   out[i]->format = KEY_FORMAT_LOCAL_BTREE;
  else
   bch2_bkey_unpack(b, (void *) out[i], k);

  out[i]->needs_whiteout = false;

  btree_keys_account_key_add(&n[i]->nr, 0, out[i]);
  out[i] = bkey_p_next(out[i]);
 }

 for (i = 0; i < 2; i++) {
  bsets[i]->u64s = cpu_to_le16((u64 *) out[i] - bsets[i]->_data);

  BUG_ON(!bsets[i]->u64s);

  set_btree_bset_end(n[i], n[i]->set);

  btree_node_reset_sib_u64s(n[i]);

  bch2_verify_btree_nr_keys(n[i]);

  BUG_ON(bch2_btree_node_check_topology(trans, n[i]));
 }
}

/*
 * For updates to interior nodes, we've got to do the insert before we split
 * because the stuff we're inserting has to be inserted atomically. Post split,
 * the keys might have to go in different nodes and the split would no longer be
 * atomic.
 *
 * Worse, if the insert is from btree node coalescing, if we do the insert after
 * we do the split (and pick the pivot) - the pivot we pick might be between
 * nodes that were coalesced, and thus in the middle of a child node post
 * coalescing:
 */
static int btree_split_insert_keys(struct btree_update *as,
       struct btree_trans *trans,
       btree_path_idx_t path_idx,
       struct btree *b,
       struct keylist *keys)
{
 struct btree_path *path = trans->paths + path_idx;

 if (!bch2_keylist_empty(keys) &&
     bpos_le(bch2_keylist_front(keys)->k.p, b->data->max_key)) {
  struct btree_node_iter node_iter;

  bch2_btree_node_iter_init(&node_iter, b, &bch2_keylist_front(keys)->k.p);

  int ret = bch2_btree_insert_keys_interior(as, trans, path, b, node_iter, keys);
  if (ret)
   return ret;
 }

 return 0;
}

static int btree_split(struct btree_update *as, struct btree_trans *trans,
         btree_path_idx_t path, struct btree *b,
         struct keylist *keys)
{
 struct bch_fs *c = as->c;
 struct btree *parent = btree_node_parent(trans->paths + path, b);
 struct btree *n1, *n2 = NULL, *n3 = NULL;
 btree_path_idx_t path1 = 0, path2 = 0;
 u64 start_time = local_clock();
 int ret = 0;

 bch2_verify_btree_nr_keys(b);
 BUG_ON(!parent && (b != btree_node_root(c, b)));
 BUG_ON(parent && !btree_node_intent_locked(trans->paths + path, b->c.level + 1));

 ret = bch2_btree_node_check_topology(trans, b);
 if (ret)
  return ret;

 if (b->nr.live_u64s > BTREE_SPLIT_THRESHOLD(c)) {
  struct btree *n[2];

  trace_and_count(c, btree_node_split, trans, b);

  n[0] = n1 = bch2_btree_node_alloc(as, trans, b->c.level);
  n[1] = n2 = bch2_btree_node_alloc(as, trans, b->c.level);

  __btree_split_node(as, trans, b, n, keys);

  if (keys) {
   ret =   btree_split_insert_keys(as, trans, path, n1, keys) ?:
    btree_split_insert_keys(as, trans, path, n2, keys);
   if (ret)
    goto err;
   BUG_ON(!bch2_keylist_empty(keys));
  }

  bch2_btree_build_aux_trees(n2);
  bch2_btree_build_aux_trees(n1);

  bch2_btree_update_add_new_node(as, n1);
  bch2_btree_update_add_new_node(as, n2);
  six_unlock_write(&n2->c.lock);
  six_unlock_write(&n1->c.lock);

  path1 = bch2_path_get_unlocked_mut(trans, as->btree_id, n1->c.level, n1->key.k.p);
  six_lock_increment(&n1->c.lock, SIX_LOCK_intent);
  mark_btree_node_locked(trans, trans->paths + path1, n1->c.level, BTREE_NODE_INTENT_LOCKED);
  bch2_btree_path_level_init(trans, trans->paths + path1, n1);

  path2 = bch2_path_get_unlocked_mut(trans, as->btree_id, n2->c.level, n2->key.k.p);
  six_lock_increment(&n2->c.lock, SIX_LOCK_intent);
  mark_btree_node_locked(trans, trans->paths + path2, n2->c.level, BTREE_NODE_INTENT_LOCKED);
  bch2_btree_path_level_init(trans, trans->paths + path2, n2);

  /*
 * Note that on recursive parent_keys == keys, so we
 * can't start adding new keys to parent_keys before emptying it
 * out (which we did with btree_split_insert_keys() above)
 */
  bch2_keylist_add(&as->parent_keys, &n1->key);
  bch2_keylist_add(&as->parent_keys, &n2->key);

  if (!parent) {
   /* Depth increases, make a new root */
   n3 = __btree_root_alloc(as, trans, b->c.level + 1);

   bch2_btree_update_add_new_node(as, n3);
   six_unlock_write(&n3->c.lock);

   trans->paths[path2].locks_want++;
   BUG_ON(btree_node_locked(trans->paths + path2, n3->c.level));
   six_lock_increment(&n3->c.lock, SIX_LOCK_intent);
   mark_btree_node_locked(trans, trans->paths + path2, n3->c.level, BTREE_NODE_INTENT_LOCKED);
   bch2_btree_path_level_init(trans, trans->paths + path2, n3);

   n3->sib_u64s[0] = U16_MAX;
   n3->sib_u64s[1] = U16_MAX;

   ret = btree_split_insert_keys(as, trans, path, n3, &as->parent_keys);
   if (ret)
    goto err;
  }
 } else {
  trace_and_count(c, btree_node_compact, trans, b);

  n1 = bch2_btree_node_alloc_replacement(as, trans, b);

  if (keys) {
   ret = btree_split_insert_keys(as, trans, path, n1, keys);
   if (ret)
    goto err;
   BUG_ON(!bch2_keylist_empty(keys));
  }

  bch2_btree_build_aux_trees(n1);
  bch2_btree_update_add_new_node(as, n1);
  six_unlock_write(&n1->c.lock);

  path1 = bch2_path_get_unlocked_mut(trans, as->btree_id, n1->c.level, n1->key.k.p);
  six_lock_increment(&n1->c.lock, SIX_LOCK_intent);
  mark_btree_node_locked(trans, trans->paths + path1, n1->c.level, BTREE_NODE_INTENT_LOCKED);
  bch2_btree_path_level_init(trans, trans->paths + path1, n1);

  if (parent)
   bch2_keylist_add(&as->parent_keys, &n1->key);
 }

 /* New nodes all written, now make them visible: */

 if (parent) {
  /* Split a non root node */
  ret = bch2_btree_insert_node(as, trans, path, parent, &as->parent_keys);
 } else if (n3) {
  ret = bch2_btree_set_root(as, trans, trans->paths + path, n3, false);
 } else {
  /* Root filled up but didn't need to be split */
  ret = bch2_btree_set_root(as, trans, trans->paths + path, n1, false);
 }

 if (ret)
  goto err;

 bch2_btree_interior_update_will_free_node(as, b);

 if (n3) {
  bch2_btree_update_get_open_buckets(as, n3);
  bch2_btree_node_write_trans(trans, n3, SIX_LOCK_intent, 0);
 }
 if (n2) {
  bch2_btree_update_get_open_buckets(as, n2);
  bch2_btree_node_write_trans(trans, n2, SIX_LOCK_intent, 0);
 }
 bch2_btree_update_get_open_buckets(as, n1);
 bch2_btree_node_write_trans(trans, n1, SIX_LOCK_intent, 0);

 /*
 * The old node must be freed (in memory) _before_ unlocking the new
 * nodes - else another thread could re-acquire a read lock on the old
 * node after another thread has locked and updated the new node, thus
 * seeing stale data:
 */
 bch2_btree_node_free_inmem(trans, trans->paths + path, b);

 if (n3)
  bch2_trans_node_add(trans, trans->paths + path, n3);
 if (n2)
  bch2_trans_node_add(trans, trans->paths + path2, n2);
 bch2_trans_node_add(trans, trans->paths + path1, n1);

 if (n3)
  six_unlock_intent(&n3->c.lock);
 if (n2)
  six_unlock_intent(&n2->c.lock);
 six_unlock_intent(&n1->c.lock);
out:
 if (path2) {
  __bch2_btree_path_unlock(trans, trans->paths + path2);
  bch2_path_put(trans, path2, true);
 }
 if (path1) {
  __bch2_btree_path_unlock(trans, trans->paths + path1);
  bch2_path_put(trans, path1, true);
 }

 bch2_trans_verify_locks(trans);

 bch2_time_stats_update(&c->times[n2
          ? BCH_TIME_btree_node_split
          : BCH_TIME_btree_node_compact],
          start_time);
 return ret;
err:
 if (n3)
  bch2_btree_node_free_never_used(as, trans, n3);
 if (n2)
  bch2_btree_node_free_never_used(as, trans, n2);
 bch2_btree_node_free_never_used(as, trans, n1);
 goto out;
}

/**
 * bch2_btree_insert_node - insert bkeys into a given btree node
 *
 * @as: btree_update object
 * @trans: btree_trans object
 * @path_idx: path that points to current node
 * @b: node to insert keys into
 * @keys: list of keys to insert
 *
 * Returns: 0 on success, typically transaction restart error on failure
 *
 * Inserts as many keys as it can into a given btree node, splitting it if full.
 * If a split occurred, this function will return early. This can only happen
 * for leaf nodes -- inserts into interior nodes have to be atomic.
 */
static int bch2_btree_insert_node(struct btree_update *as, struct btree_trans *trans,
      btree_path_idx_t path_idx, struct btree *b,
      struct keylist *keys)
{
 struct bch_fs *c = as->c;
 struct btree_path *path = trans->paths + path_idx, *linked;
 unsigned i;
 int old_u64s = le16_to_cpu(btree_bset_last(b)->u64s);
 int old_live_u64s = b->nr.live_u64s;
 int live_u64s_added, u64s_added;
 int ret;

 lockdep_assert_held(&c->gc_lock);
 BUG_ON(!b->c.level);
 BUG_ON(!as || as->b);
 bch2_verify_keylist_sorted(keys);

 if (!btree_node_intent_locked(path, b->c.level)) {
  struct printbuf buf = PRINTBUF;
  bch2_log_msg_start(c, &buf);
  prt_printf(&buf, "%s(): node not locked at level %u\n",
      __func__, b->c.level);
  bch2_btree_update_to_text(&buf, as);
  bch2_btree_path_to_text(&buf, trans, path_idx);
  bch2_fs_emergency_read_only2(c, &buf);

  bch2_print_str(c, KERN_ERR, buf.buf);
  printbuf_exit(&buf);
  return -EIO;
 }

 ret = bch2_btree_node_lock_write(trans, path, &b->c);
 if (ret)
  return ret;

 bch2_btree_node_prep_for_write(trans, path, b);

 if (!bch2_btree_node_insert_fits(b, bch2_keylist_u64s(keys))) {
  bch2_btree_node_unlock_write(trans, path, b);
  goto split;
 }


 ret =   bch2_btree_node_check_topology(trans, b) ?:
  bch2_btree_insert_keys_interior(as, trans, path, b,
     path->l[b->c.level].iter, keys);
 if (ret) {
  bch2_btree_node_unlock_write(trans, path, b);
  return ret;
 }

 trans_for_each_path_with_node(trans, b, linked, i)
  bch2_btree_node_iter_peek(&linked->l[b->c.level].iter, b);

 bch2_trans_verify_paths(trans);

 live_u64s_added = (int) b->nr.live_u64s - old_live_u64s;
 u64s_added = (int) le16_to_cpu(btree_bset_last(b)->u64s) - old_u64s;

 if (b->sib_u64s[0] != U16_MAX && live_u64s_added < 0)
  b->sib_u64s[0] = max(0, (int) b->sib_u64s[0] + live_u64s_added);
 if (b->sib_u64s[1] != U16_MAX && live_u64s_added < 0)
  b->sib_u64s[1] = max(0, (int) b->sib_u64s[1] + live_u64s_added);

 if (u64s_added > live_u64s_added &&
     bch2_maybe_compact_whiteouts(c, b))
  bch2_trans_node_reinit_iter(trans, b);

 btree_update_updated_node(as, b);
 bch2_btree_node_unlock_write(trans, path, b);
 return 0;
split:
 /*
 * We could attempt to avoid the transaction restart, by calling
 * bch2_btree_path_upgrade() and allocating more nodes:
 */
 if (b->c.level >= as->update_level_end) {
  trace_and_count(c, trans_restart_split_race, trans, _THIS_IP_, b);
  return btree_trans_restart(trans, BCH_ERR_transaction_restart_split_race);
 }

 return btree_split(as, trans, path_idx, b, keys);
}

int bch2_btree_split_leaf(struct btree_trans *trans,
     btree_path_idx_t path,
     unsigned flags)
{
 /* btree_split & merge may both cause paths array to be reallocated */
 struct btree *b = path_l(trans->paths + path)->b;
 struct btree_update *as;
 unsigned l;
 int ret = 0;

 as = bch2_btree_update_start(trans, trans->paths + path,
         trans->paths[path].level,
         true, 0, flags);
 if (IS_ERR(as))
  return PTR_ERR(as);

 ret = btree_split(as, trans, path, b, NULL);
 if (ret) {
  bch2_btree_update_free(as, trans);
  return ret;
 }

 bch2_btree_update_done(as, trans);

 for (l = trans->paths[path].level + 1;
      btree_node_intent_locked(&trans->paths[path], l) && !ret;
      l++)
  ret = bch2_foreground_maybe_merge(trans, path, l, flags);

 return ret;
}

static void __btree_increase_depth(struct btree_update *as, struct btree_trans *trans,
       btree_path_idx_t path_idx)
{
 struct bch_fs *c = as->c;
 struct btree_path *path = trans->paths + path_idx;
 struct btree *n, *b = bch2_btree_id_root(c, path->btree_id)->b;

 BUG_ON(!btree_node_locked(path, b->c.level));

 n = __btree_root_alloc(as, trans, b->c.level + 1);

 bch2_btree_update_add_new_node(as, n);
 six_unlock_write(&n->c.lock);

 path->locks_want++;
 BUG_ON(btree_node_locked(path, n->c.level));
 six_lock_increment(&n->c.lock, SIX_LOCK_intent);
 mark_btree_node_locked(trans, path, n->c.level, BTREE_NODE_INTENT_LOCKED);
 bch2_btree_path_level_init(trans, path, n);

 n->sib_u64s[0] = U16_MAX;
 n->sib_u64s[1] = U16_MAX;

 bch2_keylist_add(&as->parent_keys, &b->key);
 btree_split_insert_keys(as, trans, path_idx, n, &as->parent_keys);

 int ret = bch2_btree_set_root(as, trans, path, n, true);
 BUG_ON(ret);

 bch2_btree_update_get_open_buckets(as, n);
 bch2_btree_node_write_trans(trans, n, SIX_LOCK_intent, 0);
 bch2_trans_node_add(trans, path, n);
 six_unlock_intent(&n->c.lock);

 mutex_lock(&c->btree_cache.lock);
 list_add_tail(&b->list, &c->btree_cache.live[btree_node_pinned(b)].list);
 mutex_unlock(&c->btree_cache.lock);

 bch2_trans_verify_locks(trans);
}

int bch2_btree_increase_depth(struct btree_trans *trans, btree_path_idx_t path, unsigned flags)
{
 struct bch_fs *c = trans->c;
 struct btree *b = bch2_btree_id_root(c, trans->paths[path].btree_id)->b;

 if (btree_node_fake(b))
  return bch2_btree_split_leaf(trans, path, flags);

 struct btree_update *as =
  bch2_btree_update_start(trans, trans->paths + path, b->c.level,
     true, 0, flags);
 if (IS_ERR(as))
  return PTR_ERR(as);

 __btree_increase_depth(as, trans, path);
 bch2_btree_update_done(as, trans);
 return 0;
}

int __bch2_foreground_maybe_merge(struct btree_trans *trans,
      btree_path_idx_t path,
      unsigned level,
      unsigned flags,
      enum btree_node_sibling sib)
{
 struct bch_fs *c = trans->c;
 struct btree_update *as;
 struct bkey_format_state new_s;
 struct bkey_format new_f;
 struct bkey_i delete;
 struct btree *b, *m, *n, *prev, *next, *parent;
 struct bpos sib_pos;
 size_t sib_u64s;
 enum btree_id btree = trans->paths[path].btree_id;
 btree_path_idx_t sib_path = 0, new_path = 0;
 u64 start_time = local_clock();
 int ret = 0;

 bch2_trans_verify_not_unlocked_or_in_restart(trans);
 BUG_ON(!trans->paths[path].should_be_locked);
 BUG_ON(!btree_node_locked(&trans->paths[path], level));

 /*
 * Work around a deadlock caused by the btree write buffer not doing
 * merges and leaving tons of merges for us to do - we really don't need
 * to be doing merges at all from the interior update path, and if the
 * interior update path is generating too many new interior updates we
 * deadlock:
 */
 if ((flags & BCH_WATERMARK_MASK) == BCH_WATERMARK_interior_updates)
  return 0;

 if ((flags & BCH_WATERMARK_MASK) <= BCH_WATERMARK_reclaim) {
  flags &= ~BCH_WATERMARK_MASK;
  flags |= BCH_WATERMARK_btree;
  flags |= BCH_TRANS_COMMIT_journal_reclaim;
 }

 b = trans->paths[path].l[level].b;

 if ((sib == btree_prev_sib && bpos_eq(b->data->min_key, POS_MIN)) ||
     (sib == btree_next_sib && bpos_eq(b->data->max_key, SPOS_MAX))) {
  b->sib_u64s[sib] = U16_MAX;
  return 0;
 }

 sib_pos = sib == btree_prev_sib
  ? bpos_predecessor(b->data->min_key)
  : bpos_successor(b->data->max_key);

 sib_path = bch2_path_get(trans, btree, sib_pos,
     U8_MAX, level, BTREE_ITER_intent, _THIS_IP_);
 ret = bch2_btree_path_traverse(trans, sib_path, false);
 if (ret)
  goto err;

 btree_path_set_should_be_locked(trans, trans->paths + sib_path);

 m = trans->paths[sib_path].l[level].b;

 if (btree_node_parent(trans->paths + path, b) !=
     btree_node_parent(trans->paths + sib_path, m)) {
  b->sib_u64s[sib] = U16_MAX;
  goto out;
 }

 if (sib == btree_prev_sib) {
  prev = m;
  next = b;
 } else {
  prev = b;
  next = m;
 }

 if (!bpos_eq(bpos_successor(prev->data->max_key), next->data->min_key)) {
  struct printbuf buf = PRINTBUF;

  printbuf_indent_add_nextline(&buf, 2);
  prt_printf(&buf, "%s(): ", __func__);
  ret = __bch2_topology_error(c, &buf);
  prt_newline(&buf);

  prt_printf(&buf, "prev ends at ");
  bch2_bpos_to_text(&buf, prev->data->max_key);
  prt_newline(&buf);

  prt_printf(&buf, "next starts at ");
  bch2_bpos_to_text(&buf, next->data->min_key);

  bch_err(c, "%s", buf.buf);
  printbuf_exit(&buf);
  goto err;
 }

 bch2_bkey_format_init(&new_s);
 bch2_bkey_format_add_pos(&new_s, prev->data->min_key);
 __bch2_btree_calc_format(&new_s, prev);
 __bch2_btree_calc_format(&new_s, next);
 bch2_bkey_format_add_pos(&new_s, next->data->max_key);
 new_f = bch2_bkey_format_done(&new_s);

 sib_u64s = btree_node_u64s_with_format(b->nr, &b->format, &new_f) +
  btree_node_u64s_with_format(m->nr, &m->format, &new_f);

 if (sib_u64s > BTREE_FOREGROUND_MERGE_HYSTERESIS(c)) {
  sib_u64s -= BTREE_FOREGROUND_MERGE_HYSTERESIS(c);
  sib_u64s /= 2;
  sib_u64s += BTREE_FOREGROUND_MERGE_HYSTERESIS(c);
 }

 sib_u64s = min(sib_u64s, btree_max_u64s(c));
 sib_u64s = min(sib_u64s, (size_t) U16_MAX - 1);
 b->sib_u64s[sib] = sib_u64s;

 if (b->sib_u64s[sib] > c->btree_foreground_merge_threshold)
  goto out;

 parent = btree_node_parent(trans->paths + path, b);
 as = bch2_btree_update_start(trans, trans->paths + path, level, false,
         0, BCH_TRANS_COMMIT_no_enospc|flags);
 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(as);
 if (ret)
  goto err;

 as->node_start = prev->data->min_key;
 as->node_end = next->data->max_key;

 trace_and_count(c, btree_node_merge, trans, b);

 n = bch2_btree_node_alloc(as, trans, b->c.level);

 SET_BTREE_NODE_SEQ(n->data,
      max(BTREE_NODE_SEQ(b->data),
          BTREE_NODE_SEQ(m->data)) + 1);

 btree_set_min(n, prev->data->min_key);
 btree_set_max(n, next->data->max_key);

 n->data->format  = new_f;
 btree_node_set_format(n, new_f);

 bch2_btree_sort_into(c, n, prev);
 bch2_btree_sort_into(c, n, next);

 bch2_btree_build_aux_trees(n);
 bch2_btree_update_add_new_node(as, n);
 six_unlock_write(&n->c.lock);

 new_path = bch2_path_get_unlocked_mut(trans, btree, n->c.level, n->key.k.p);
 six_lock_increment(&n->c.lock, SIX_LOCK_intent);
 mark_btree_node_locked(trans, trans->paths + new_path, n->c.level, BTREE_NODE_INTENT_LOCKED);
 bch2_btree_path_level_init(trans, trans->paths + new_path, n);

 bkey_init(&delete.k);
 delete.k.p = prev->key.k.p;
 bch2_keylist_add(&as->parent_keys, &delete);
 bch2_keylist_add(&as->parent_keys, &n->key);

 bch2_trans_verify_paths(trans);

 ret = bch2_btree_insert_node(as, trans, path, parent, &as->parent_keys);
 if (ret)
  goto err_free_update;

 bch2_btree_interior_update_will_free_node(as, b);
 bch2_btree_interior_update_will_free_node(as, m);

 bch2_trans_verify_paths(trans);

 bch2_btree_update_get_open_buckets(as, n);
 bch2_btree_node_write_trans(trans, n, SIX_LOCK_intent, 0);

 bch2_btree_node_free_inmem(trans, trans->paths + path, b);
 bch2_btree_node_free_inmem(trans, trans->paths + sib_path, m);

 bch2_trans_node_add(trans, trans->paths + path, n);

 bch2_trans_verify_paths(trans);

 six_unlock_intent(&n->c.lock);

 bch2_btree_update_done(as, trans);

 bch2_time_stats_update(&c->times[BCH_TIME_btree_node_merge], start_time);
out:
err:
 if (new_path)
  bch2_path_put(trans, new_path, true);
 bch2_path_put(trans, sib_path, true);
 bch2_trans_verify_locks(trans);
 if (ret == -BCH_ERR_journal_reclaim_would_deadlock)
  ret = 0;
 if (!ret)
  ret = bch2_trans_relock(trans);
 return ret;
err_free_update:
 bch2_btree_node_free_never_used(as, trans, n);
 bch2_btree_update_free(as, trans);
 goto out;
}

static int get_iter_to_node(struct btree_trans *trans, struct btree_iter *iter,
       struct btree *b)
{
 bch2_trans_node_iter_init(trans, iter, b->c.btree_id, b->key.k.p,
      BTREE_MAX_DEPTH, b->c.level,
      BTREE_ITER_intent);
 int ret = bch2_btree_iter_traverse(trans, iter);
 if (ret)
  goto err;

 /* has node been freed? */
 if (btree_iter_path(trans, iter)->l[b->c.level].b != b) {
  /* node has been freed: */
  BUG_ON(!btree_node_dying(b));
  ret = bch_err_throw(trans->c, btree_node_dying);
  goto err;
 }

 BUG_ON(!btree_node_hashed(b));
 return 0;
err:
 bch2_trans_iter_exit(trans, iter);
 return ret;
}

int bch2_btree_node_rewrite(struct btree_trans *trans,
       struct btree_iter *iter,
       struct btree *b,
       unsigned target,
       unsigned flags)
{
 struct bch_fs *c = trans->c;
 struct btree *n, *parent;
 struct btree_update *as;
 btree_path_idx_t new_path = 0;
 int ret;

 flags |= BCH_TRANS_COMMIT_no_enospc;

 struct btree_path *path = btree_iter_path(trans, iter);
 parent = btree_node_parent(path, b);
 as = bch2_btree_update_start(trans, path, b->c.level,
         false, target, flags);
 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(as);
 if (ret)
  goto out;

 n = bch2_btree_node_alloc_replacement(as, trans, b);

 bch2_btree_build_aux_trees(n);
 bch2_btree_update_add_new_node(as, n);
 six_unlock_write(&n->c.lock);

 new_path = bch2_path_get_unlocked_mut(trans, iter->btree_id, n->c.level, n->key.k.p);
 six_lock_increment(&n->c.lock, SIX_LOCK_intent);
 mark_btree_node_locked(trans, trans->paths + new_path, n->c.level, BTREE_NODE_INTENT_LOCKED);
 bch2_btree_path_level_init(trans, trans->paths + new_path, n);

 trace_and_count(c, btree_node_rewrite, trans, b);

 if (parent) {
  bch2_keylist_add(&as->parent_keys, &n->key);
  ret = bch2_btree_insert_node(as, trans, iter->path, parent, &as->parent_keys);
 } else {
  ret = bch2_btree_set_root(as, trans, btree_iter_path(trans, iter), n, false);
 }

 if (ret)
  goto err;

 bch2_btree_interior_update_will_free_node(as, b);

 bch2_btree_update_get_open_buckets(as, n);
 bch2_btree_node_write_trans(trans, n, SIX_LOCK_intent, 0);

 bch2_btree_node_free_inmem(trans, btree_iter_path(trans, iter), b);

 bch2_trans_node_add(trans, trans->paths + iter->path, n);
 six_unlock_intent(&n->c.lock);

 bch2_btree_update_done(as, trans);
out:
 if (new_path)
  bch2_path_put(trans, new_path, true);
 bch2_trans_downgrade(trans);
 return ret;
err:
 bch2_btree_node_free_never_used(as, trans, n);
 bch2_btree_update_free(as, trans);
 goto out;
}

int bch2_btree_node_rewrite_key(struct btree_trans *trans,
    enum btree_id btree, unsigned level,
    struct bkey_i *k, unsigned flags)
{
 struct btree_iter iter;
 bch2_trans_node_iter_init(trans, &iter,
      btree, k->k.p,
      BTREE_MAX_DEPTH, level, 0);
 struct btree *b = bch2_btree_iter_peek_node(trans, &iter);
 int ret = PTR_ERR_OR_ZERO(b);
 if (ret)
  goto out;

 bool found = b && btree_ptr_hash_val(&b->key) == btree_ptr_hash_val(k);
 ret = found
--> --------------------

--> maximum size reached

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